提到手術機器人，信任各人皆正在腦海里皆會造成一個場景，是一個自動的機器人可能完整取代大夫去做一些手術的操縱，這是咱們將來尋求的方針，現(xiàn)實情況是咱們現(xiàn)階段正在做的機器人有林林總總，還遠不到達那樣的一個場景，但咱們?nèi)匀徽诔⒄l標的目的來盡力。
據(jù)沒有完整統(tǒng)計，全世界也許有至少一百種以上的手術機器人，用正在各個學科、各類形態(tài)，比如說有機器臂式的、多個機器臂式的、蛇形的林林總總的機器人。以是實際上關于手術機器人這個范疇來講，現(xiàn)階段是一個百花齊放的如許的期間。
遵守大夫操縱的主從型手術機器人
關于手術機器人，總的來說可以分紅兩大類。第一大類從2000年起頭，正在美國便曾經(jīng)有良多商業(yè)化的產(chǎn)物。最主流的、現(xiàn)階段正在全世界使用最普遍的，叫做主從型手術機器人。
圖|主從型手術機器人
甚么叫主從型手術機器人呢？它實在是遵守大夫的遙操縱去停止手術的一類機器人。大夫四肢并用正在控制臺實現(xiàn)操縱，機器人會擺在手術床旁，由機器人的三四個以至最多有五個機器臂，去實現(xiàn)對大夫的全部手術的跟蹤。那么當大夫停止一切的操縱的時間，機器人正在病人的體內(nèi)實現(xiàn)響應的操縱，以是咱們把它稱之為主從型的手術機器人。
那一類的機器人現(xiàn)階段正在腹腔手術、胸腔手術中失掉了大批使用?？墒窃蹅兠魈焖接懙纳窠?jīng)外科這個范疇，那類機器人使用場景是比力小的，此中的緣故原由便在于這類跟蹤大夫手術操縱的機器人必需正在一個有很好的手術空間的規(guī)模內(nèi)，以是比如說正在腹腔的腔道中，或許是正在胸腔的腔體中，機器人可以有自由的空間來舉止。
可是正在神經(jīng)外科這個范疇，也就是咱們道的腦手術這個范疇，由于腦組織是一個實體，以是這類類型的機器人實際上是不門徑停止一個很好的操縱的，那么便引出來了咱們明天要探討的第二大類的手術機器人，是叫做定位型的手術機器人。
圖|導航型定位手術機器人
手術機器人資助大夫定位，辦理神經(jīng)外科手術年夜難題！
定位型手術機器人是怎么樣辦理神經(jīng)外科中的問題的呢？咱們先看一下神經(jīng)外科的手術的需要。
正在神經(jīng)外科中，有一大類叫微創(chuàng)的平面定向手術，是愿望可能把臨床之前開顱停止的一些手術微創(chuàng)化。那么當微創(chuàng)的時間，對大夫最大的應戰(zhàn)是甚么呢？實際上也十分的明白，關于臨床來說，大夫正在看不到的環(huán)境下必需停止打孔、拔出引誘安裝，最初拔出它響應的電極、活檢針或許是引流安裝等等這類的問題。
正在如許的一類需要下，關于大夫來說，我從哪個標的目的、從哪個地位去插進去是最須要的。那如許的一個手術術式關于臨床來說，便須要有一個自動的對象，或許是手動的對象去資助大夫實現(xiàn)定位，那就是神經(jīng)外科叫平面定向手術的一大類的需要。
這個需要十分的普遍，它可以用正在癲癇、帕金森、腦腫瘤、腦出血等等范疇。好比癲癇手術，它以至沒有只有插一根，另有能夠要插多根電極到人的腦組織內(nèi)里來。那怎樣有一個更好用的對象去資助大夫，就是一個很緊張的問題。
以癲癇為例，正在中國癲癇也許有一千萬的患者，此中30%也就是約300萬的患者是藥物難以節(jié)制的，這些患者內(nèi)里良多是兒童，那么這些患者內(nèi)里又有瀕臨一半的患者是得當手術醫(yī)治的。但是實際的手術醫(yī)治每一年只有一萬例，那么那1萬對150萬的如許年夜的比例差是怎樣形成的呢？
此中很緊張的一個緣故原由便在于咱們并不一個很適合的、很便利的手腕去資助臨床停止這類微創(chuàng)的手術，那么此刻是采取什么樣的方法呢？由于適才也講了，關于那一類的手術內(nèi)里最緊張的是有一個資助大夫停止定位的對象。
給骨頭釘顱釘？傳統(tǒng)定位方法給病人帶來極大苦楚！
咱們此刻做的這件工作，實際上經(jīng)由過程傳統(tǒng)的方法也是可以實現(xiàn)的，可是實現(xiàn)的難度會遠比機器人要下，此刻是怎樣實現(xiàn)的呢？
京東分揀機器人供應商快遞分揀機器人的功能起首，病人正在手術的當天早上，必需要正在他的頭上卡一個平面定向頭架，這個頭架是一個雜主動的機器安裝，是須要正在病人蘇醒的形態(tài)下間接釘?shù)斤B骨上，保障跟病人的頭完整沒有動。正在人的蘇醒的形態(tài)下，正在前額跟后腦勺釘四顆顱釘，間接釘?shù)焦穷^上是一種怎樣的苦楚？
雖然咱們可以正在部分挨一些麻藥，可是當您擰顱骨釘?shù)臅r間對全部頭皮的連累也會形成極大的苦楚。正在實際手術時，病人躺到手術床前帶著如許的一個框架，正在下面上一個坐標弓，然后經(jīng)由過程如許的一個坐標弓純機器的方法，資助大夫實現(xiàn)定位，那就是全部的手術的方法。
從我適才對手術方法的描寫來看，如許的一個定位的框架對患者來講有很大的問題，第一個問題是患者須要正在蘇醒的形態(tài)下帶這個架子，關于病人特殊是兒童患者十分天苦楚。
我之前跟過良多如許的臨床手術，正在手術的時間給兒童釘頭架關于兒童來講十分苦楚，特殊是正在我有了小孩之后，這類場景我完整是沒法來看的。以是從如許的角度來說，這類蘇醒時佩帶頭架，關于兒童會有極大的創(chuàng)傷。
同時它有良多其他的問題，比如說耗損的工夫少，須要幾個大夫重復地去對刻度尺，同時存在一些植入的死角，關于一些臨床的術式是沒有得當?shù)?。那咱們用什么樣的方法可以來辦理傳統(tǒng)手術上的一些局限性呢？
智能分揀機器人市場狀況咱們愿望下一代的產(chǎn)物該當苦楚小，不死角，該當是個自動化的安裝。由此咱們研發(fā)了，咱們新一代的神經(jīng)外科的定位安裝，也就是咱們適才提到的手術機器人。
分揀機器人有幾類手術機器人的”眼”、”腳”、”腦”是若何協(xié)作的？
省分揀機器人機器人由三個部門構成。第一部門，當然它要有一個腳，也就是機器臂。第二部門，它要有一個眼睛，眼睛資助機器人去定位病人的地位。第三部門，也是最焦點的，它要有一個大腦，大腦資助機器人自動天斷定，它該當來什么樣的地位，沒有該當碰到什么樣的器材。這是構成全部機器人的三個部門。
那么從那三個組成部分，便可以總結出咱們機器人正在實際手術中的流程。第一步，要經(jīng)由過程計算機的大腦去實現(xiàn)手術門路的計劃，也就是大夫要基于術前的磁共振的影像、CT的影像把它配準融會到一路，在術前便可以曉得病人的頭腦內(nèi)里是什么樣的一個環(huán)境，要基于什么樣的一個通道，實現(xiàn)對病人的響應門路的穿刺定位。
第二步，當大夫在術前的籌劃中把這個地位計劃好之后，把機器人推到了病人的手術床前，機器人經(jīng)由過程本人的眼睛，也就是咱們此刻采取的無接觸式的激光定位，去實現(xiàn)對病人頭部的定位。
當曉得了病人的頭實際正在甚么地位，第三步對機器人來講便很簡略了，它可以自動天履行大夫術前正在磁共振或許是CT的影像下面計劃的門路實現(xiàn)定位，大夫正在這個定位的地位上停止前期的手術操縱。那就是全部機器人實際的操縱流程。
那么咱們慢慢地來剖析，機器人詳細是怎么樣操縱的。從第一個手術籌劃的層面上，大夫最存眷的問題是計劃一個怎樣的門路，或許是多根門路，可能精確天到達我想要的地位。與此同時，最緊張的是要避開顱內(nèi)的緊張血管，制止顱內(nèi)出血。
機器人正在這里做甚么事情呢？它可能經(jīng)由過程術前的磁共振或許CT的二維斷層的電影及時天做出三維的重修，讓大夫直觀天看到正在病人的腦組織內(nèi)里腦溝回少的是甚么樣子的，血管是少的甚么樣子的，可以直觀天正在三維的影像上面臨門路停止計劃，如許就可以看該當怎樣避開顱內(nèi)的血管。
以是那張圖便可以看出，咱們可能經(jīng)由過程磁共振的影像，重修出三維模子的病人腦組織跟血管，跟真實的實際病人開顱的照片做了一個比照，它的真實性十分的好，那一點對臨床來講十分緊張，由于臨床要基于大夫術前重修的影像停止門路計劃，這個影像重修的真實與否，關于終極若何躲避血管、制止顱內(nèi)出血有緊張的意思。
從這個角度來說，咱們的籌劃軟件可以做到：第一，沒有受外洋高貴的軟件洽購的限定；第二，咱們可能真正天把本來手術的出血的概率降低一半以上；第三，咱們可以經(jīng)由過程如許的一個計劃軟件，大幅度縮短大夫傳統(tǒng)計劃的手術工夫。咱們的軟件曾經(jīng)正在天下大批的病院被利用，現(xiàn)階段正在天下曾經(jīng)有跨越5000臺的手術停止一樣平常的利用。
當大夫實現(xiàn)了術前的計劃之后，第二步就是當機器人推到手術的床前時，手術機器人須要曉得病人的頭究竟正在甚么地位，它才氣精確天達到地位。那么它是怎么樣曉得的呢？
各人若是玩過Kinect游戲的話，實際上可以明白為是正在機器人的前端裝了一個超高精度的Kinect，咱們經(jīng)由過程如許一個有深度信息的攝像頭，或許是定位安裝可能間接捕獲病人頭的地位，拿到病人頭的實際的地位和術前的影像上的地位如許的一個關聯(lián)。
第三步機器人會自動天履行到預約的手術地位，大夫便正在機器人引誘的這個地位上停止穿刺、打孔跟植入的操縱。圖中也可以看出經(jīng)由過程咱們的機器人可能到達一個十分精準的定位精度，那關于臨床是十分無效的。
那么從術后的那兩幅影像上也可以看出來，黑色的部門是術前計劃的門路，紅色的是術后經(jīng)由過程CT重修出來的實際的植入地位，可以看出術后的植入地位跟術前的黑色的門路是高度的同等的，這個關于臨床來講便辦理了高精度的問題。
同時因為機器人有很好的定位方式，便完整沒有須要正在病人術前再釘定向頭架了，以是病人在術前是完整不苦楚的。并且機器人因為它六個自由度的特色，它可以完整無死角天達到病人頭四周的任何地位，同時可能連結很下的服從。
以是當機器人可能失掉大批的臨床使用的時間，它便可以使全部的手術工夫降低60%以上。那么將來正在天下可能展開癲癇外科的病院數(shù)目便會大大的進步，由于手術全部的復雜度失掉了大大的降低，同時可能搜集的患者數(shù)目也會成倍的增長，這是咱們機器人現(xiàn)階段正在臨床上一個十分緊張的意思。
神經(jīng)外科曾經(jīng)走向了機器人微創(chuàng)的期間，它關于臨床的意思十分的緊張，神經(jīng)外科的開展方興日盛，將來正在癲癇、帕金森、以至老年癡呆等等范疇另有廣漠的空間須要來盡力，此中定位的對象跟微創(chuàng)的醫(yī)治方法也須要不休天刷新跟翻新，這是咱們始終以來盡力的方針。
從咱們大批打仗臨床病人、打仗神經(jīng)外科的十幾年工夫來看，咱們?nèi)繄F隊堅決天愿望，正在這個范疇可能降低大夫的操縱門坎、削減病人的手術苦楚，愿望可能開辟出將來智能、高效、精準的手術機器人，那將會極大天降低患者的苦楚、進步手術的成功率、降低手術的危險。
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