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      2022年9月，MicroNeuro微創(chuàng)顱內手術機器人（以下簡稱MicroNeuro）在香港成功開展首例深位顱內活檢手術尸體實驗，標志著該機器人的主要功能研發(fā)成功。 

　　MicroNeuro由中國科學院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機器人創(chuàng)新中心劉宏斌教授及香港中文大學神經(jīng)外科陳達明教授團隊聯(lián)合研發(fā)。這款特別針對腦部微創(chuàng)手術的神經(jīng)外科手術機器人，可在幾乎不傷害正常腦組織的前提下，進行穩(wěn)、準、可見的智能化微創(chuàng)手術。 

　　為解決腦手術在微創(chuàng)范式下深部病灶難以通過直線路徑抵達、手術器械操作難度高且空間狹小等臨床痛點，MicroNeuro的微型柔性手術機器臂創(chuàng)造性地研發(fā)了力、位、形多模態(tài)融合的控制算法，并結合術前及術中影像信息，實現(xiàn)了在最大程度避免腦組織損傷的同時，保證末端手術工具的亞毫米級控制精度。通過部署中科院自動化所自主研發(fā)的紫東太初多模態(tài)大模型，MicroNeuro可在術中實時融合視覺、觸覺等多模態(tài)信息，協(xié)助醫(yī)生對手術場景進行實時推理判斷。同時，AR技術的應用使得醫(yī)生對顱內手術工具及重要神經(jīng)及血管的相對位置一目了然。使用MicroNeuro，醫(yī)生只需在顱骨上開鑿一個不大于5毫米的小孔，便可在增強現(xiàn)實技術（AR）的引導下，操作MicroNeuro柔性機械臂安全通過顱內彎曲的自然腔道抵達腦室深部并進行精準手術。 

　　據(jù)研發(fā)團隊介紹，當前神經(jīng)外科機器人發(fā)展緩慢，已面世的產(chǎn)品只具有導航和輔助定位功能，至今仍沒有一款類似達芬奇腹腔鏡機器人的產(chǎn)品幫助神經(jīng)外科醫(yī)生實現(xiàn)手動無法達成的微創(chuàng)式顱內靈活手術操作。顱內深處腔體空間理論上可經(jīng)由柔性內鏡到達，但傳統(tǒng)柔性內鏡存在分辨率不高、照明不足、操作性差等缺陷，應用于深部腦組織手術異常困難和危險，難以微創(chuàng)化進行。因此盡管會對病人正常腦組織造成損傷，絕大多數(shù)醫(yī)生仍然選擇使用剛性手術器械進行操作。MicroNeuro的成功研發(fā)將為微創(chuàng)顱內手術提供更大助力，對于減低手術過程中的腦組織損傷意義重大。例如，香港和華人地區(qū)的中樞神經(jīng)胚胎瘤發(fā)病率在世界范圍內最高，且多發(fā)于兒童和青少年，對于中樞神經(jīng)胚胎瘤的活檢需使用剛性器械在頭部制造兩個創(chuàng)口才能完成，對青少兒正常腦組織損傷很大。而采用MicroNeuro系統(tǒng)，通過一個創(chuàng)口即可完成全部操作，將手術創(chuàng)傷降低一半以上，真正實現(xiàn)腦手術的微創(chuàng)化。此外，系統(tǒng)在三叉神經(jīng)減壓和腦出血等深位顱內手術中也具有廣泛的應用前景。 

　本次開展的人體實驗則主要驗證了通過一個顱骨創(chuàng)口使用MicroNeuro機器人輔助柔性內窺鏡進行第三腦室造瘺與活檢采樣的可行性。MicroNeuro由陳達明醫(yī)生操作，在抵達“患者”第三腦室深處后進行活檢并在退出內鏡時釋放鎳鈦絲作為柔性內鏡運動路徑的參考物，待手術完成后由CT驗證位置。手術前MRI圖像與手術后X光對比結果表明，機器人的柔性內鏡末端成功抵達第三腦室松果體區(qū)，充分驗證了使用MicroNeuro在第三腦室與側腦室手術的可行性，展示了該機器人良好的運動控制精度。

　　柔性內窺鏡手術的機器人化是神經(jīng)外科向微創(chuàng)化發(fā)展的必然趨勢。此次深位顱內活檢手術人體實驗的成功，證明了MicroNeuro所采用的技術路線符合這一趨勢發(fā)展的需求。未來，MicroNeuro機器人系統(tǒng)的臨床使用可以極大地降低神經(jīng)外科手術對病人的創(chuàng)傷及并發(fā)癥，并為目前因技術限制無法進行手術的病患帶來希望。 

        來源：中國科學院自動化研究所