这个机器人的设计非常完美,可以在你的头骨上钻出微小的隧道

这个机器人的设计非常完美,可以在你的头骨上钻出微小的隧道

想象一下,当你走进手术室时,发现你的手术团队里有一台机器人。虽然成熟的机器人外科医生还没有准备好成为焦点,但机器人已经在手术室里找到了立足之地。有些系统允许医生使用控制器或电脑屏幕来控制机器人仪器——能够以非人的精度进行切片和切块的仪器,而其他医疗机器人则完全代替医生进行大型手术的特定部分。现在,科学家们在后一种类型的机器人方面取得了重大进展:在周三发表在《科学机器人》杂志上的一项研究中,一个团队报告了有史以来第一例机器人辅助人工耳蜗植入手术。

“我们从事这个项目已经八年多了,”这项研究的主要作者、瑞士伯尔尼大学 ARTORG 生物医学工程研究中心的教授 Stefan Weber 说道。“与许多研究不同的是,我们确实在整个过程中只专注于一种应用。”

事实上,韦伯的研究重点非常明确:他和他的团队发明了一种机器人,该机器人经过精心设计,可以在人类头骨上钻出一条非常细的隧道。理论上,他们的机器人可以应用于其他类型的手术。但它的设计目的是为进行人工耳蜗植入的外科医生提供巨大的优势。

人工耳蜗旨在改善听力障碍人士的听觉能力,其工作原理是利用外部麦克风拾取声音,对其进行处理,然后将声音以电脉冲的形式直接传送到听觉神经。每年大约有 65,000 例人工耳蜗被植入,通常是在幼儿身上。

为了给患者安装人工耳蜗,外科医生必须通过面部和味觉神经包围的颅骨块钻出一条 2.5 毫米宽的通道,进入中耳。由于这一操作的难度,大约 30% 到 55% 的患者在植入过程中实际上会失去一些“残余听力”,即尽管耳朵存在问题,他们仍能听到的声音。

“人类的操作已经达到了触觉和视觉的极限,”韦伯说道,“但如果设计得当,机器人系统可以以任何分辨率运行——无论是你需要的一毫米还是十分之一毫米。”

因此对他来说,人工耳蜗植入是实现自动化的完美选择。通过解决手术中这一关键步骤,他说,“机器人确实可以显著改变手术结果。”

经过多年的机器人设计和安全机制研究,包​​括术前患者头骨分析以个性化机器人治疗计划和面部神经监测以验证机器人在手术过程中不会伤害周围组织,该机器人于去年夏天首次用于一名 51 岁的女性患者。从那时起,该机器人又协助进行了三例手术,并取得了成功。临床试验中的患者仍在接受评估,以确定他们的听力体验得到了多大的改善。

现在,韦伯的团队正在研究使用机器人进行植入的最后一步——将电极穿入内耳。他们取得了一些成功,但这一阶段需要进行更多的调整和安全检查。

“我不会说我们可以实现插入过程的自动化,”韦伯说,“但我们的目标是优化它。”

虽然他的团队目前仍致力于微调和改进人工耳蜗植入,但他确实怀疑他们的机器人可能在医学界有其他应用。

“比如说脑内或颅底深处的较小结构,”他说,“我们很想知道未来能否扩大它。”

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