新京報(bào)快訊（記者 張璐）國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)11月3日舉行，天津大學(xué)“腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人與器械關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。手術(shù)機(jī)器人有何優(yōu)勢(shì)？研發(fā)上突破了哪些難題？對(duì)此，天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授李進(jìn)華接受新京報(bào)記者采訪。

20年前就開始探索手術(shù)機(jī)器人基礎(chǔ)原理

手術(shù)機(jī)器人是先進(jìn)醫(yī)療裝備的典型代表，是機(jī)械工程領(lǐng)域前沿研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。李進(jìn)華說(shuō)，天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“妙手”腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人，是國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得產(chǎn)品注冊(cè)證的腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可延伸醫(yī)生的手術(shù)能力，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程手術(shù)示范應(yīng)用。

“近幾年，國(guó)內(nèi)漸漸認(rèn)識(shí)到微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的價(jià)值，但早在2000年，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人就已經(jīng)開始了微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人基礎(chǔ)原理的探索工作?！被仡櫻邪l(fā)歷程時(shí)，李進(jìn)華稱，團(tuán)隊(duì)在2010年完成了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)微創(chuàng)機(jī)器人的樣機(jī)，2014年進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首例臨床試驗(yàn)，2018年完成了國(guó)內(nèi)首個(gè)多學(xué)科的臨床實(shí)驗(yàn)。作為醫(yī)生的幫手，該機(jī)器人在2018年便完成了肺癌根治、胃癌根治、肝癌根治、腎部分切除、胰體尾切除、超低位直腸癌根治、子宮切除等復(fù)雜手術(shù)。

縮放醫(yī)生動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作

以往手術(shù)在腹部開刀，給患者帶來(lái)一定的心理壓力。微創(chuàng)手術(shù)在肚子上打幾個(gè)小孔，細(xì)長(zhǎng)的手術(shù)器械通過(guò)小孔深入腹部完成手術(shù)，小切口完成大手術(shù)，患者出血少，創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、不僅術(shù)后疤痕少，感染率也大大降低。

“醫(yī)生手持手術(shù)器械操作時(shí)，手術(shù)器械是一根細(xì)長(zhǎng)桿兒帶著一個(gè)鑷子，由于手術(shù)器械末端沒(méi)有關(guān)節(jié)，操作起來(lái)不靈活。腹部切口相當(dāng)于一個(gè)支點(diǎn)，醫(yī)生需要反向操作，往上動(dòng)時(shí)手得往下走，所以培訓(xùn)周期特別長(zhǎng)。”李進(jìn)華說(shuō)，手術(shù)機(jī)器人克服了這些缺點(diǎn)，通過(guò)控制系統(tǒng)還原了醫(yī)生的手部動(dòng)作。

同時(shí)，手術(shù)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)比例縮放，例如做心臟手術(shù)等特別精細(xì)的手術(shù)時(shí)，機(jī)器人可以把人手的動(dòng)作縮放，比如醫(yī)生通過(guò)手柄操作動(dòng)了10厘米，患者體內(nèi)的機(jī)器臂只動(dòng)了1厘米，以此提升手術(shù)操作的精準(zhǔn)性。

疫情期間助力醫(yī)生異地完成手術(shù)

像人類一樣，微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人也有“手”、“眼”和“腦”。機(jī)器人的“手”可以靈活操作患者腹內(nèi)的手術(shù)器械，“眼”是高清立體內(nèi)窺鏡，可以讓醫(yī)生恢復(fù)深度感覺(jué)。“腦”是控制系統(tǒng)，能夠精準(zhǔn)模擬醫(yī)生手部動(dòng)作，把醫(yī)生的意圖反映出來(lái)。

“手”、“眼”和“腦”在研發(fā)上各具難點(diǎn)。為了讓“多自由度微創(chuàng)手術(shù)器械”靈活模擬人手動(dòng)作，團(tuán)隊(duì)在器械末端增加了很多關(guān)節(jié)，手術(shù)器械結(jié)構(gòu)變復(fù)雜了，但其尺度仍然受限，需要通過(guò)患者腹部小孔深入，通常僅有8-10毫米。另外，手術(shù)器械在做部分手術(shù)時(shí)需要輸出足夠大的操作力?！绑w積小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還要有很大的操作力，這本身就是相互矛盾的。我們研究了很多年，最終利用絲傳動(dòng)技術(shù)，突破了這一難題。”

李進(jìn)華稱，“內(nèi)窺鏡”也要通過(guò)腹部小孔進(jìn)入患者體內(nèi)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了雙目?jī)?nèi)窺鏡，模擬人眼成像原理，使醫(yī)生視野清晰，看到的景象呈現(xiàn)立體效果。“我們?cè)趦?nèi)窺鏡有限的體積里放了兩個(gè)光路，為避免視覺(jué)疲勞，需要保證兩個(gè)光路的一致性。”

近兩年受疫情影響，很多患者不方便異地就醫(yī)，此時(shí)手術(shù)機(jī)器人也派上了用場(chǎng)。今年，“妙手”手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)完成了50例遠(yuǎn)程手術(shù)。“手術(shù)機(jī)器人有快速反應(yīng)能力和實(shí)時(shí)穩(wěn)定通訊功能，在低延時(shí)的5G網(wǎng)絡(luò)支持下，醫(yī)生可以通過(guò)觀看異地畫面操作手柄，對(duì)手術(shù)器械進(jìn)行精確控制?！?/p>

新京報(bào)記者 張璐

編輯 劉夢(mèng)婕 校對(duì) 趙琳