3.3 用于微创骨科手术的影像引导机械人平台

人体的组织结构异常复杂，因而在使用传统刚性且直的骨科手术工具进行手术时，医生通常需要去除大量健康的组织才能到达目标手术位置，这不仅增加术后疼痛和并发症的概率，还会增加病人的住院和康复时间。为此我们研制了一种用于狭窄空间内的可弯曲的微型手术钻头。其微型尺寸（4.5毫米直径）和大末端弯曲角度（±65度）使其能通过微小创口，绕过人体部分组织结构到达目标手术位置，以减小术中对病人的伤害。该可弯曲钻头可单独用作轻巧（200克）的手持设备，或安装在机械臂上以实现更高的精度，其在耳鼻喉、颅底和脊椎手术上有很大的应用潜力。此发明夺得2021年高锟教授学生创意奖夺得研究生组亚军和第7届香港大学生创新及创业大赛一等奖。在将来的研究中，我们会设计具有紧凑结构的机械臂以及其相应的控制系统以辅助微型手术钻头在有足够的自由度、刚度以及输出力情况下对目标骨质进行精准清除。为了进一步提升手术过程中的效率和精度，我们会研究基于三维图像的手术器械的体内状态检测和自动引导技术。