2022年9月，MicroNeuro微創(chuàng )顱內手術(shù)機器人（以下簡(jiǎn)稱(chēng)MicroNeuro）在香港成功開(kāi)展首例深位顱內活檢手術(shù)尸體實(shí)驗，標志著(zhù)該機器人的主要功能研發(fā)成功。 

　　MicroNeuro由中國科學(xué)院香港創(chuàng )新研究院人工智能與機器人創(chuàng )新中心劉宏斌教授及香港中文大學(xué)神經(jīng)外科陳達明教授團隊聯(lián)合研發(fā)。這款特別針對腦部微創(chuàng )手術(shù)的神經(jīng)外科手術(shù)機器人，可在幾乎不傷害正常腦組織的前提下，進(jìn)行穩、準、可見(jiàn)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(guò)直線(xiàn)路徑抵達、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，并結合術(shù)前及術(shù)中影像信息，實(shí)現了在最大程度避免腦組織損傷的同時(shí)，保證末端手術(shù)工具的亞毫米級控制精度。通過(guò)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(jué)、觸覺(jué)等多模態(tài)信息，協(xié)助醫生對手術(shù)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)推理判斷。同時(shí)，AR技術(shù)的應用使得醫生對顱內手術(shù)工具及重要神經(jīng)及血管的相對位置一目了然。使用MicroNeuro，醫生只需在顱骨上開(kāi)鑿一個(gè)不大于5毫米的小孔，便可在增強現實(shí)技術(shù)（AR）的引導下，操作MicroNeuro柔性機械臂安全通過(guò)顱內彎曲的自然腔道抵達腦室深部并進(jìn)行精準手術(shù)。 

　　據研發(fā)團隊介紹，當前神經(jīng)外科機器人發(fā)展緩慢，已面世的產(chǎn)品只具有導航和輔助定位功能，至今仍沒(méi)有一款類(lèi)似達芬奇腹腔鏡機器人的產(chǎn)品幫助神經(jīng)外科醫生實(shí)現手動(dòng)無(wú)法達成的微創(chuàng )式顱內靈活手術(shù)操作。顱內深處腔體空間理論上可經(jīng)由柔性?xún)如R到達，但傳統柔性?xún)如R存在分辨率不高、照明不足、操作性差等缺陷，應用于深部腦組織手術(shù)異常困難和危險，難以微創(chuàng )化進(jìn)行。因此盡管會(huì )對病人正常腦組織造成損傷，絕大多數醫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 )顱內手術(shù)提供更大助力，對于減低手術(shù)過(guò)程中的腦組織損傷意義重大。例如，香港和華人地區的中樞神經(jīng)胚胎瘤發(fā)病率在世界范圍內最高，且多發(fā)于兒童和青少年，對于中樞神經(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，對青少兒正常腦組織損傷很大。而采用MicroNeuro系統，通過(guò)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)現腦手術(shù)的微創(chuàng )化。此外，系統在三叉神經(jīng)減壓和腦出血等深位顱內手術(shù)中也具有廣泛的應用前景。 

　本次開(kāi)展的人體實(shí)驗則主要驗證了通過(guò)一個(gè)顱骨創(chuàng )口使用MicroNeuro機器人輔助柔性?xún)雀Q鏡進(jìn)行第三腦室造瘺與活檢采樣的可行性。MicroNeuro由陳達明醫生操作，在抵達“患者”第三腦室深處后進(jìn)行活檢并在退出內鏡時(shí)釋放鎳鈦絲作為柔性?xún)如R運動(dòng)路徑的參考物，待手術(shù)完成后由CT驗證位置。手術(shù)前MRI圖像與手術(shù)后X光對比結果表明，機器人的柔性?xún)如R末端成功抵達第三腦室松果體區，充分驗證了使用MicroNeuro在第三腦室與側腦室手術(shù)的可行性，展示了該機器人良好的運動(dòng)控制精度。

　　柔性?xún)雀Q鏡手術(shù)的機器人化是神經(jīng)外科向微創(chuàng )化發(fā)展的必然趨勢。此次深位顱內活檢手術(shù)人體實(shí)驗的成功，證明了MicroNeuro所采用的技術(shù)路線(xiàn)符合這一趨勢發(fā)展的需求。未來(lái)，MicroNeuro機器人系統的臨床使用可以極大地降低神經(jīng)外科手術(shù)對病人的創(chuàng )傷及并發(fā)癥，并為目前因技術(shù)限制無(wú)法進(jìn)行手術(shù)的病患帶來(lái)希望。 

        來(lái)源：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所