中國研究團隊破解 機器人手術「力盲」難點

 【中新社杭州十一月二十七日電】(張煜歡)北京時間十一月二十七日,浙江大學交叉力學中心與浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院團隊的一項研究成果發表於國際學術期刊《自然》(Nature)。該研究闡明了「基於活結的力學傳導機制」,並創新性提出「Sliputure(活結智能縫線)」,成功將其應用於外科縫合,解決機器人手術的「力盲」難點,將外科操作的力推進到「可量化」和「可感知」新階段。

 在傳統開放手術中,醫生的雙手能直接感知組織軟硬,精準掌控縫合力度,但代價是患者創傷大、恢復慢;而在微創手術中,這種直接的力反饋大大減弱,使得打結力度的精準控制非常依賴醫生的個人經驗。

 針對上述「力盲」難題,中國科學院院士、浙江大學航空航天學院交叉力學中心教授楊衛團隊與中國科學院院士、浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院院長蔡秀軍團隊協作,聯合多個學科開展交叉研究。

 從「以活結控死結」的靈感出發,研究團隊解決了多個關鍵問題。最具挑戰性的技術難題在於,活結必須穩定可控且保持力的一致性。團隊通過高速攝像機和Micro-CT捕捉活結細微的滑動軌跡,通過力學建模、有限元仿真等手段發現了活結蘊藏的有序規律。

 研究團隊歷經上千次設計迭代,完成了這套「基於活結的力學傳導機制」的程序,並研發出「Sliputure(活結智能縫線)」。

 通過與手術機器人深度集成,機械臂搭載的自動識別與反饋系統一經檢測到活結打開信號,便立即觸發機械臂鎖定停止機制,實現「感知-反饋-制動」的閉環控制。

 研究團隊還構建了針對不同組織的力值數據庫,正致力於開發適用於消化道、心血管、神經外科等領域的機器人手術高精度縫合系列產品。

 團隊成員、浙江大學航空航天學院交叉力學中心教授李鐵風稱,未來這種不依賴複雜電子器件構建操作邏輯的方法原理,不僅能滿足常規手術中的深腔環境,還有望在其他極端條件(深海、深空、深地等特種作業)和極限尺寸研究(極微觀系統構造或調控)中展現出應用前景。◇