天大機(jī)器人“懸絲診病” 能“靶向”治癌癥

　　天津北方網(wǎng)訊：《西游記》中有這樣一段劇情：朱紫國國王患病，孫悟空為其診脈，通過“懸絲診脈”，診斷國王為“雙鳥失群”之癥。日前，“MRI(核磁共振儀)導(dǎo)航絲傳動(dòng)乳腺癌近距離粒子植入機(jī)器人”在第七屆全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)年會(huì)上亮相。“我們的智能機(jī)器人可以‘懸絲診病’，更能夠‘靶向’治療癌癥”。研發(fā)者之一、天津大學(xué)機(jī)械學(xué)院本科生毛含舟表示。

　　機(jī)器人“靶向”治療癌癥

　　全世界每年約有120萬婦女罹患乳腺癌，中國約有47萬人，是中國女性發(fā)病率最高的癌癥類型。治療乳腺癌傳統(tǒng)的手術(shù)切除和化療方法對于身體傷害較大，更會(huì)帶來心理創(chuàng)傷。

　　“近距離粒子植入局部放射治療是先進(jìn)的癌癥治療方法。”毛含舟介紹，“就是在核磁共振儀等成像儀器下將一定劑量放射性粒子注射至病體中，使其一直保留在體內(nèi)持續(xù)放射治療癌癥細(xì)胞，我們把這種精準(zhǔn)、微創(chuàng)、副作用小的治療方法叫做‘靶向’治療方法，將是未來癌癥手術(shù)治療的發(fā)展趨勢。”

　　目前，近距離粒子植入局部放射治療手術(shù)在操作上還面臨一些挑戰(zhàn)，如放射性粒子對手術(shù)醫(yī)生傷害大，手術(shù)技術(shù)參差不齊等。而天大師生研發(fā)的這款機(jī)器人不僅能夠以最微小的創(chuàng)傷達(dá)到最好的手術(shù)效果，又能避免人工穿刺，保證醫(yī)生良好的工作環(huán)境。

　　“懸絲診病”減少“偽影”

　　在核磁共振儀這樣的環(huán)境下實(shí)施手術(shù)，要盡量避免在核磁成像過程中產(chǎn)生“偽影”，所謂“偽影”是成像過程中因外界干擾形成的原本沒有的影像，它會(huì)影響治療的準(zhǔn)確性。為此，天大師生設(shè)計(jì)了巧妙的“絲傳動(dòng)”來克服。“機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)、升降、前后進(jìn)針、推送藥物等都是通過多條高強(qiáng)度的非金屬絲的巧妙纏繞來帶動(dòng)。”毛含舟說，正是由于這樣的“懸絲診病”，電機(jī)可以放在離核磁共振儀較遠(yuǎn)的地方，減少“偽影”，也使醫(yī)生能夠遠(yuǎn)程操控。

　　手術(shù)時(shí)，病人將俯臥在核磁共振儀腔體內(nèi)的病床上，醫(yī)生通過MRI系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測針刺目標(biāo)點(diǎn)的位置，將采集到的圖像傳送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理后，結(jié)合傳送過來的信號，對針刺軌跡路線進(jìn)行調(diào)整，并發(fā)送相應(yīng)指令來控制機(jī)器人，從而將放射性粒子準(zhǔn)確植入癌變部位。

　　核磁共振儀腔體的直徑約為600mm，機(jī)器人的工作空間僅為300mm左右，而且乳房會(huì)因擠壓而變形，影響針刺目標(biāo)點(diǎn)。因此，研發(fā)人員設(shè)計(jì)了“環(huán)套乳房全方位旋轉(zhuǎn)穿刺結(jié)構(gòu)”，只需一個(gè)旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)對乳房各個(gè)方向的穿刺，再附加一個(gè)針刺系統(tǒng)輔助矯正進(jìn)針姿態(tài)，使針刺的位置誤差低于1mm(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))。

　　師生希望能盡快用于臨床

　　該臺機(jī)器人其實(shí)是機(jī)械學(xué)院師生們研發(fā)的第三代產(chǎn)品，設(shè)計(jì)理念與應(yīng)用領(lǐng)域在中國尚無先例，已擁有十余項(xiàng)國家授權(quán)發(fā)明專利。

　　毛含舟的指導(dǎo)教師、天津大學(xué)機(jī)械學(xué)院副教授姜杉介紹說，“這款機(jī)器人，除了應(yīng)用于乳腺實(shí)體腫瘤的近距離粒子植入手術(shù)，還可應(yīng)用于MRI導(dǎo)航下的活體組織檢測。”“目前，我們正在實(shí)驗(yàn)中繼續(xù)測試它的性能。”姜杉說，“我們的目標(biāo)是讓它能夠更快應(yīng)用于臨床。”