腦手術突破!機械人助減手術時間
磁力共振港大深腦手術
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港大工程學院研發首個可在磁力共振儀器(MRI)頭部線圈內做雙邊深腦手術的機械人系統,有望為腦部手術帶來突破,提供實時導航及縮短手術時間。該款系統以液壓推動,由於沒有電流通過,不會干擾MRI掃瞄,可在手術中作定位之用,病人亦不必保持清醒。系統可同時做左右大腦的手術,但仍需更多驗證及改善設計,最快兩年後開展首階段臨床測試。
深腦外科手術透過植入電極到大腦深處,刺激特定範圍的腦細胞,可治療柏金遜症及原發性震顫等病症,為避免周圍腦部組織損傷,手術須非常精準。合作臨床前驗證的中大外科學系名譽臨床副教授陳達明說,現時深腦手術只能在術前瞄準,但打開病人顱骨後,腦液流動或令大腦組織移位,病人要局部麻醉及保持清醒,醫生觀察其反應確保放置電植的位置無誤,期間病人會感不適及承受心理壓力;手術時間也較長,約需8小時。他形容這技術就如舊時駕車,看地圖後記住路線再開車,但無法實時更新路面情況。
陳說,外國已研發手動裝置,透過手術期間持續掃瞄定位調整位置,病人可全身麻醉,但裝置使用的電壓馬達會干擾MRI儀器,病人需頻繁移出及移入儀器。港大工程學院最新研發的小型機械人系統,則類似邊看GPS邊駕車。
港大機械工程系助理教授郭嘉威說,團隊設計液壓推動的遙距操作系統,放置於MRI房間內的部份沒有電流,不會干擾MRI,在手術過程中仍可每秒拍40張掃瞄圖像,病人毋須保持清醒。系統的機械手臂另可同時在左右大腦施手術,縮短手術時間,因機械設計簡潔,可在標準的MRI頭部線圈內完成手術。此外,團隊亦研發三維追蹤標記,使機械人系統可在MRI中快速定位。
臨床前試驗發現新系統的瞄準誤差1.7毫米,而理想要求是1毫米,因此仍需改善設計,才進入臨床測試。這項研究在2018國際機械人與自動化會議(ICRA)獲頒最佳會議論文獎。團隊相信新技術將來可應用於心臟導管手術、前列腺或乳房組織切片檢查等。
港大工程學院研發首個可在磁力共振儀器(MRI)頭部線圈內做雙邊深腦手術的機器人系統。何頴賢攝
團隊亦研發三維追蹤標記,使機械人系統可在MRI中快速定位。何頴賢攝
臨床前試驗發現新系統的瞄準誤差1.7毫米,而理想要求是1毫米,因此仍需改善設計,才進入臨床測試。何頴賢攝