3.3 用於微創骨科手術的影像引導機械人平台

人體的組織結構異常複雜，因而在使用傳統剛性且直的骨科手術工具進行手術時，醫生通常需要去除大量健康的組織才能到達目標手術位置，這不僅增加術後疼痛和並發症的概率，還會增加病人的住院和康復時間。為此我們研製了一種用於狹窄空間內的可彎曲的微型手術鑽頭。其微型尺寸（4.5毫米直徑）和大末端彎曲角度（±65度）使其能通過微小創口，繞過人體部分組織結構到達目標手術位置，以減小術中對病人的傷害。該可彎曲鑽頭可單獨用作輕巧（200克）的手持設備，或安裝在機械臂上以實現更高的精度，其在耳鼻喉、顱底和脊椎手術上有很大的應用潛力。此發明奪得2021年高錕教授學生創意獎奪得研究生組亞軍和第7屆香港大學生創新及創業大賽一等獎。在將來的研究中，我們會設計具有緊湊結構的機械臂以及其相應的控制系統以輔助微型手術鑽頭在有足夠的自由度、剛度以及輸出力情況下對目標骨質進行精準清除。為了進一步提升手術過程中的效率和精度，我們會研究基於三維圖像的手術器械的體內狀態檢測和自動引導技術。