當(dāng)手術(shù)機(jī)器人在寬闊術(shù)野大展身手，面對(duì)脊柱區(qū)域空間逼仄、解剖復(fù)雜、神經(jīng)密布的極端手術(shù)環(huán)境，行業(yè)始終面臨技術(shù)壁壘。近日，由華西醫(yī)療機(jī)器人研究院聯(lián)合四川大學(xué)華西醫(yī)院團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)兩年潛心攻關(guān)打造的MicroSpine 柔性脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人取得重磅突破，核心研究成果正式發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《Science Robotics》，這一系統(tǒng)的誕生，標(biāo)志著手術(shù)機(jī)器人正式跨入“極小尺寸與超柔性靈巧操控”的新戰(zhàn)場(chǎng)。
論文鏈接：www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adu0590
攻克“硬骨頭”與“軟神經(jīng)”的極致挑戰(zhàn)
腰椎退行性疾病是全球高發(fā)的慢性病，導(dǎo)致嚴(yán)重的腰腿痛。傳統(tǒng)前路手術(shù)（OLIF）雖然創(chuàng)傷小，但受限于硬質(zhì)直筒器械，難以繞過(guò)障礙進(jìn)行徹底減壓；而后路手術(shù)雖直觀，卻面臨創(chuàng)傷大、恢復(fù)慢的難題。我們需要的是能在骨頭縫里“跳舞”，同時(shí)又不傷及神經(jīng)分毫的工具。
MicroSpine完美回應(yīng)了這一挑戰(zhàn)。它首次采用了創(chuàng)新的同軸推拉機(jī)器人（CPPR）的結(jié)構(gòu)。
游絲之微，靈蛇之巧：三支器械臂外徑僅為2 mm，被巧妙集成在8 mm的微小鞘管中。它們具備6自由度和雙段式彎曲能力（遠(yuǎn)端彎曲達(dá) 120°），如同靈巧的觸角，能夠精準(zhǔn)繞行至傳統(tǒng)直視野無(wú)法企及的椎間隙深處與盲區(qū)。
剛?cè)岵?jì)，攻堅(jiān)克難：柔性機(jī)器人最大的難題是“軟弱無(wú)力”。MicroSpine首創(chuàng)榫卯狹縫結(jié)構(gòu)，在彎曲時(shí)自動(dòng)互鎖。這使得2 mm的纖細(xì)器械瞬間擁有強(qiáng)悍的剛性（提供高達(dá)4.4 N的操作力），不僅能輕柔分離嬌嫩的神經(jīng)根，更能搭載銩激光高效切除堅(jiān)硬的骨贅。
三階驗(yàn)證：從實(shí)驗(yàn)室走向真實(shí)解剖
從3D打印重建模型、活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)到嚴(yán)苛的大體模擬，MicroSpine展現(xiàn)了驚人的臨床潛力：
極致精準(zhǔn)：路徑跟蹤誤差控制在亞毫米級(jí)（RMSE 0.9 mm）。
顛覆效率：在人體尸體實(shí)驗(yàn)中，僅需3 cm小切口，15分鐘即可完成雙側(cè)小關(guān)節(jié)增生組織的徹底切除。相比傳統(tǒng)手術(shù)1-1.5小時(shí)的耗時(shí)，效率實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
安全守護(hù)：活體實(shí)驗(yàn)中出血量低至5 mL，且全程無(wú)神經(jīng)熱損傷。
MicroSpine并非現(xiàn)有系統(tǒng)的改良，而是一次底層技術(shù)路徑的重構(gòu)。它將傳統(tǒng)的“間接減壓”徹底升級(jí)為精準(zhǔn)的“直接減壓”。在這個(gè)由亞毫米級(jí)精度和柔性仿生控制主導(dǎo)的新戰(zhàn)場(chǎng)，MicroSpine正為數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的高齡與高危腰椎退疾患者，開(kāi)辟出一條更加安全、微創(chuàng)的康復(fù)之路。
作者簡(jiǎn)介
共同第一作者：趙清祥（qingxiang@wchscu.cn),四川大學(xué)華西醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)研究院助理研究員，博士后。主要從事連續(xù)體機(jī)器人、微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人等領(lǐng)域的研究。
共同第一作者：王賢帝（wxdfrank@126.com），四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)模擬中心副教授、脊柱微創(chuàng)外科醫(yī)生。骨科學(xué)博士、醫(yī)工結(jié)合博士后，中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)模擬教學(xué)專家委員會(huì)委員，中國(guó)模擬醫(yī)學(xué)教學(xué)聯(lián)盟理事，北美脊柱外科學(xué)會(huì)（NASS）會(huì)員，2020年作為主要完成人獲得四川省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，主持及參與省部級(jí)課題5項(xiàng)，2021年第8屆“金手獎(jiǎng)”骨科病例大賽脊柱組全國(guó)冠軍；2018年獲海峽兩岸脊柱內(nèi)鏡手術(shù)大賽總決賽冠軍，第4屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽國(guó)賽金獎(jiǎng)項(xiàng)目第一導(dǎo)師。
共同通信作者：曾建成（tomzeng5@163.com），四川大學(xué)華西醫(yī)院骨科脊柱中心主任，主任醫(yī)師、教授、博士生導(dǎo)師，主攻脊柱疾病的精準(zhǔn)診斷及微創(chuàng)治療，擔(dān)任亞太微創(chuàng)脊柱外科學(xué)會(huì)理事、亞太脊柱創(chuàng)新學(xué)會(huì)理事及國(guó)際脊柱內(nèi)鏡學(xué)會(huì)理事,中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨科分會(huì)微創(chuàng)外科學(xué)組委員，中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)脊柱微創(chuàng)專家委員會(huì)副主任委員，四川省醫(yī)學(xué)會(huì)脊柱疾病多學(xué)科聯(lián)合委員會(huì)創(chuàng)會(huì)主委，四川省醫(yī)促會(huì)脊柱微創(chuàng)專委會(huì)創(chuàng)會(huì)主委等職務(wù)。四川省“衛(wèi)生健康英才計(jì)劃”首席專家，“天府青城計(jì)劃”醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)軍人才。
國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展“脊柱后路內(nèi)鏡椎管減壓椎間盤摘除”及“OLIF聯(lián)合前路固定”術(shù)式；開(kāi)創(chuàng)“OLIF應(yīng)力終板強(qiáng)化”、“前路三皮質(zhì)螺釘固定”、“OLIF聯(lián)合內(nèi)鏡組合微創(chuàng)”等前沿技術(shù)；率先探索并報(bào)道“脊柱內(nèi)鏡切除骨樣骨瘤”、“OLIF治療關(guān)節(jié)突囊腫”，主刀脊柱微創(chuàng)手術(shù)1萬(wàn)多臺(tái)。應(yīng)邀赴新加坡、泰國(guó)、印尼、中國(guó)臺(tái)灣及國(guó)內(nèi)大型三甲醫(yī)院行專題講座及手術(shù)演示300余次。
承擔(dān)國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等多個(gè)國(guó)家級(jí)/省部級(jí)項(xiàng)目。以第一/通訊作者發(fā)表國(guó)際高質(zhì)量論文80多篇。主編及參編脊柱微創(chuàng)專著9部，牽頭制定“經(jīng)皮腰椎內(nèi)鏡手術(shù)加速康復(fù)外科實(shí)施流程專家共識(shí)”，參與制訂脊柱外科加速康復(fù)專家共識(shí)10項(xiàng)。脊柱微創(chuàng)研究成果榮獲2020年“四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)、2021年“中華醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)”三等獎(jiǎng)、2023年“上海市科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)”特等獎(jiǎng)。
共同通信作者：李康（likang@wchscu.cn），四川大學(xué)華西醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)研究院研究員，博士生導(dǎo)師，四川大學(xué)匹茲堡學(xué)院科研副院長(zhǎng)，中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)科普工作委員會(huì)副主任委員。主要從事醫(yī)學(xué)人工智能、醫(yī)療機(jī)器人、生物力學(xué)、人機(jī)交互等領(lǐng)域的研究。牽頭成立華西醫(yī)院-商湯科技聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和“岷山計(jì)劃”華西醫(yī)療機(jī)器人研究院，旨在促進(jìn)機(jī)器人、人工智能和醫(yī)療領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和技術(shù)升級(jí)。曾擔(dān)任美國(guó)知名大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授，計(jì)算機(jī)系和生物醫(yī)學(xué)工程系博士生導(dǎo)師，主持/聯(lián)合主持國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目30余項(xiàng)，在國(guó)際重要刊物和國(guó)際權(quán)威會(huì)議上發(fā)表論文300余篇。
醫(yī)工協(xié)同聚力，持續(xù)解鎖智慧醫(yī)療新未來(lái)
作為成都高新區(qū)“岷山行動(dòng)” 首批揭榜項(xiàng)目，華西醫(yī)療機(jī)器人研究院自成立以來(lái)，始終堅(jiān)守醫(yī)工結(jié)合、產(chǎn)研一體的發(fā)展理念，深度扎根臨床痛點(diǎn)，構(gòu)建 “臨床需求 - 技術(shù)研發(fā) - 成果驗(yàn)證 - 產(chǎn)業(yè)應(yīng)用” 全鏈條創(chuàng)新體系，致力于用前沿機(jī)器人技術(shù)破解臨床診療難題，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高端醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)空白。本次 MicroSpine 柔性脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的成功研發(fā)，正是我院聯(lián)動(dòng)脊柱外科、機(jī)器人工程、生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)人工智能等多學(xué)科力量，實(shí)現(xiàn)臨床需求與硬核技術(shù)深度融合的標(biāo)桿成果。
從手術(shù)室里的精密助手，到攻克疑難病癥的創(chuàng)新利器，醫(yī)療機(jī)器人是智慧醫(yī)療發(fā)展的核心方向。未來(lái)，華西醫(yī)療機(jī)器人研究院將繼續(xù)深耕微創(chuàng)外科、康復(fù)醫(yī)療、智能診療等賽道，堅(jiān)持以臨床需求為導(dǎo)向，不斷突破關(guān)鍵核心技術(shù)，產(chǎn)出更多兼具學(xué)術(shù)價(jià)值與臨床價(jià)值的創(chuàng)新成果，以“華西智造” 賦能醫(yī)療健康事業(yè)發(fā)展，惠及更多患者。
