我国自主研发出首台医疗机器人

2011-11-01 19:23:54来源: 北京日报

积水潭医院的大夫在骨科导航机器人(右)的辅助下往病人的股骨颈植入空心钉。 

积水潭医院的大夫在骨科导航机器人(右)的辅助下往病人的股骨颈植入空心钉。

  左手抓着儿子,右手扶着床沿,77岁的李淑清老人慢慢站起来。“嘿,真没事。行了,不需要你了。”话还没说完,她已经撒开了双手。阳光照在脸上,两天前左腿股骨颈骨折的阴霾一扫而空。

  就在8年前,李淑清的右腿股骨颈也发生过骨折,当时换了一个人工关节。“走路久了,嘎巴疼。”这一次骨折后,她受伤的股骨颈上打了3根钉子。李淑清说,这次用上了“高科技”,手术一小时就做完了,拉的刀口才一个指甲大。

  李淑清口中的“高科技”,是一台骨科导航机器人,去年获得了国家医疗器械注册许可证,成为我国第一台拥有完全自主知识产权的医疗机器人

  股骨颈骨折,是老年人常见的骨折之一。在北京积水潭医院,像李淑清刚接受的空心钉固定手术,一个大夫有时一天就要做七八例。

  记者在手术室外目睹了整个手术过程。这台机器人1米高,上面有两只可移动的机械臂。大夫将导针和空心钉安在机械臂上,机械臂会根据电脑指令自动调整好位置和角度。大夫需要做的仅仅是,在手术前根据一张患者患处的电子三维图做好规划。

  在没有导航机器人以前,大夫得依靠X光片和肉眼,在股骨颈靠近表皮的部分徒手植入3根钉子,将骨折的两头固定在一起。手术要求这3根钉子必须平行排列,不能交叉,而且钉子的尖端不能从骨头中出来。

  肉眼看不到钉子打的情况,因此在手术中需要经常拍X光片。“平均五六十次,多的话要拍一两百次。”李淑清的主治大夫王现海说,拍X光片会影响病人和大夫的健康。但这还不是最致命的。“如果钉子没打好,需要重新打,这会破坏植入点附近的骨质,对于病人身体恢复影响很大。”

  我国每年都有病患者因为股骨颈手术失败,导致股骨头坏死而瘫痪或死亡。如今,使用骨科导航机器人,手术中拍X光片的平均次数为14.9次,比传统方法少了40次以上,而且植入精度在1.5毫米以内,一次成功率100%。

骨科导航机器人研发过程

  骨科手术,特别是股骨颈手术精度要求高,我们能不能开发一台可以精确定位的骨科导航机器人呢?

  本世纪初,积水潭医院创伤骨科主任王满宜向王田苗提出了这样一个问题。王田苗是北京航空航天大学机器人研究所所长、国家863计划机器人技术主题专家组组长,是国内机器人领域的权威专家。

  “虽说目前世界上尚未出现用于创伤骨科手术的机器人,但在技术上我觉得是可以实现的。”王田苗回答得斩钉截铁。

  说做就做,王田苗带领的团队与积水潭医院合作,开始了研发。从长骨骨折髓内钉锁空到股骨颈空心钉内固定,再到骶髂关节螺钉手术,一个个难关被攻破。

  由机器人定位植入点,一个前提是将股骨颈的平面X光图片转换为三维立体数据,以便移动两只机械臂进行定位。

  研发团队采用双平面定位算法,通过一正一侧2张X光图片,得出股骨颈的三维数据。有了三维图,大夫可以对空心钉的植入位置和方向在计算机上进行规划,并得出植入后的仿真效果图。

  得出仿真效果图仅仅完成了第一步,将大夫规划的路径精确实施才是最重要的环节。

  “开始的时候,还没有用上自动机械臂,必须是手工来移动机械臂,不断用卡尺验证数据。”参与试验的积水潭医院骨科主治医师苏永刚说。通过一次次数据验证,这才有了机械臂。

关键字:我国  医疗机器人  机器人

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2011/1101/article_2461.html
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