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港大MRI机械人定位器 提升脑手术精准度

2024-05-23 04:02:28大公报
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  图:港大团队以MRI机械人定位器提升立体定位神经外科手术精确度。\大公报记者赵之齐摄

  【大公报讯】记者赵之齐报道:香港大学(港大)机械工程系副教授郭嘉威率领团队,研发互动式多阶段以磁力共振成像(MRI)引导立体定位神经外科手术的机械人定位器,可协助进行导管/针头的精准介入操作。团队介绍,该系统能协助将深脑刺激手术(DBS)时间缩短一半以上,且允许病人以全麻状态接受手术,大大降低病人手术痛苦。团队透露,今年下半年本港将有首个术中磁共振成像(iMRI)系统投入使用,预计未来五年内本港将安装约三部iMRI系统。

  5小时程序可减至1.5小时

  在精确度要求极高的立体定位神经外科手术中,医生往往需要将极细的针头插入病人脑部,以进行脑部活体组织检查、电极植入等步骤。精确判断探针深入的位置及影响,向来需耗费大量人力时间。为提升该问题解决效率,郭嘉威率领团队研发出用于MRI导航立体定位神经外科手术的双边定位器,适用于治疗动作障碍(如柏金逊症)等DBS手术,并协助在深脑位置进行活检、注射等操作。

  使用时,系统会通过软体机械人定位,自动微调。该仪器利用基于有限元分析(FEA)的设计和流体驱动柔性致动器结构的优化,能以少于0.2°的误差准确定位,毋须人为计算数据。

  研究团队成员之一、香港中文大学医学院外科学系脑外科组名誉临床副教授陈达明指出,现时手术插一根针便需耗时约五小时,运用该系统可将其缩短至1.5小时左右,且可在大脑双边同时进行,提升手术效率。

  该机械人体积小,重量仅203克,安装于病人头骨上时不会对其造成太大压力。

  目前该系统已通过人体标本及于头骨模型上进行可行性测试,实现了误差少于3毫米的高精确度,但离临床要求少于两毫米尚有差距。郭嘉威表示,该系统距离投入临床还有一段路要走,且较难在动物身上找到类似人脑结构的部分,接下来主要是进行临床前尸体测试,以验证系统可靠性及优化其工作流程。

  团队另透露,本港首台术中磁共振成像(iMRI)系统预计今年下半年投入使用,未来五年本港预计亦会引入约三台iMRI系统,相信今后对该机械人技术的需求亦会更多。

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