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      2022年9月，MicroNeuro微創(chuàng)顱內(nèi)手術(shù)機(jī)器人（以下簡(jiǎn)稱MicroNeuro）在香港成功開展首例深位顱內(nèi)活檢手術(shù)尸體實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著該機(jī)器人的主要功能研發(fā)成功。 

　　MicroNeuro由中國(guó)科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心劉宏斌教授及香港中文大學(xué)神經(jīng)外科陳達(dá)明教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)。這款特別針對(duì)腦部微創(chuàng)手術(shù)的神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人，可在幾乎不傷害正常腦組織的前提下，進(jìn)行穩(wěn)、準(zhǔn)、可見的智能化微創(chuàng)手術(shù)。 

　　為解決腦手術(shù)在微創(chuàng)范式下深部病灶難以通過直線路徑抵達(dá)、手術(shù)器械操作難度高且空間狹小等臨床痛點(diǎn)，MicroNeuro的微型柔性手術(shù)機(jī)器臂創(chuàng)造性地研發(fā)了力、位、形多模態(tài)融合的控制算法，并結(jié)合術(shù)前及術(shù)中影像信息，實(shí)現(xiàn)了在最大程度避免腦組織損傷的同時(shí)，保證末端手術(shù)工具的亞毫米級(jí)控制精度。通過部署中科院自動(dòng)化所自主研發(fā)的紫東太初多模態(tài)大模型，MicroNeuro可在術(shù)中實(shí)時(shí)融合視覺、觸覺等多模態(tài)信息，協(xié)助醫(yī)生對(duì)手術(shù)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)推理判斷。同時(shí)，AR技術(shù)的應(yīng)用使得醫(yī)生對(duì)顱內(nèi)手術(shù)工具及重要神經(jīng)及血管的相對(duì)位置一目了然。使用MicroNeuro，醫(yī)生只需在顱骨上開鑿一個(gè)不大于5毫米的小孔，便可在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）的引導(dǎo)下，操作MicroNeuro柔性機(jī)械臂安全通過顱內(nèi)彎曲的自然腔道抵達(dá)腦室深部并進(jìn)行精準(zhǔn)手術(shù)。 

　　據(jù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹，當(dāng)前神經(jīng)外科機(jī)器人發(fā)展緩慢，已面世的產(chǎn)品只具有導(dǎo)航和輔助定位功能，至今仍沒有一款類似達(dá)芬奇腹腔鏡機(jī)器人的產(chǎn)品幫助神經(jīng)外科醫(yī)生實(shí)現(xiàn)手動(dòng)無法達(dá)成的微創(chuàng)式顱內(nèi)靈活手術(shù)操作。顱內(nèi)深處腔體空間理論上可經(jīng)由柔性內(nèi)鏡到達(dá)，但傳統(tǒng)柔性內(nèi)鏡存在分辨率不高、照明不足、操作性差等缺陷，應(yīng)用于深部腦組織手術(shù)異常困難和危險(xiǎn)，難以微創(chuàng)化進(jìn)行。因此盡管會(huì)對(duì)病人正常腦組織造成損傷，絕大多數(shù)醫(yī)生仍然選擇使用剛性手術(shù)器械進(jìn)行操作。MicroNeuro的成功研發(fā)將為微創(chuàng)顱內(nèi)手術(shù)提供更大助力，對(duì)于減低手術(shù)過程中的腦組織損傷意義重大。例如，香港和華人地區(qū)的中樞神經(jīng)胚胎瘤發(fā)病率在世界范圍內(nèi)最高，且多發(fā)于兒童和青少年，對(duì)于中樞神經(jīng)胚胎瘤的活檢需使用剛性器械在頭部制造兩個(gè)創(chuàng)口才能完成，對(duì)青少兒正常腦組織損傷很大。而采用MicroNeuro系統(tǒng)，通過一個(gè)創(chuàng)口即可完成全部操作，將手術(shù)創(chuàng)傷降低一半以上，真正實(shí)現(xiàn)腦手術(shù)的微創(chuàng)化。此外，系統(tǒng)在三叉神經(jīng)減壓和腦出血等深位顱內(nèi)手術(shù)中也具有廣泛的應(yīng)用前景。 

　本次開展的人體實(shí)驗(yàn)則主要驗(yàn)證了通過一個(gè)顱骨創(chuàng)口使用MicroNeuro機(jī)器人輔助柔性內(nèi)窺鏡進(jìn)行第三腦室造瘺與活檢采樣的可行性。MicroNeuro由陳達(dá)明醫(yī)生操作，在抵達(dá)“患者”第三腦室深處后進(jìn)行活檢并在退出內(nèi)鏡時(shí)釋放鎳鈦絲作為柔性內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)路徑的參考物，待手術(shù)完成后由CT驗(yàn)證位置。手術(shù)前MRI圖像與手術(shù)后X光對(duì)比結(jié)果表明，機(jī)器人的柔性內(nèi)鏡末端成功抵達(dá)第三腦室松果體區(qū)，充分驗(yàn)證了使用MicroNeuro在第三腦室與側(cè)腦室手術(shù)的可行性，展示了該機(jī)器人良好的運(yùn)動(dòng)控制精度。

　　柔性內(nèi)窺鏡手術(shù)的機(jī)器人化是神經(jīng)外科向微創(chuàng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。此次深位顱內(nèi)活檢手術(shù)人體實(shí)驗(yàn)的成功，證明了MicroNeuro所采用的技術(shù)路線符合這一趨勢(shì)發(fā)展的需求。未來，MicroNeuro機(jī)器人系統(tǒng)的臨床使用可以極大地降低神經(jīng)外科手術(shù)對(duì)病人的創(chuàng)傷及并發(fā)癥，并為目前因技術(shù)限制無法進(jìn)行手術(shù)的病患帶來希望。 

        來源：中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所