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新闻中心->AI又赢了?新型机器人以0.1毫米精度给脊柱钻孔 比史上所有外科医生都精确

科学家研制出一种可以进行脊柱手术的机器人,其精确度超过了人类可能达到的水平。

这项突破性的研究可能会给脊柱侧弯或后凸等情况下的手术带来革命性的改变。

该设备能够在0.1毫米的精度范围内钻孔(矫正脊柱手术的一部分),比人类的所有历史记录都要好。

研究人员希望利用增强现实技术进一步发展这项技术,使外科医生能够在屏幕上实时观察机器人的动作。

据统计,每250名儿童中就有一名患有脊柱侧弯。

诺丁汉特伦特大学(Nottingham Trent University)医学设计研究小组的菲利普·贝德顿(Philip Breedon)教授领导的研究小组设计了两个机器人“手臂”,它们可以完成外科医生通常需要的工作。

在脊柱矫直手术中,需要在每根椎骨上钻孔。然后将螺丝连接起来,用一根柔性杆穿过。该杆是由一个螺钉固定在脊柱的顶部和底部。当杆被拉紧时,它会使脊柱变直。

这个名为Scoliobot的机器人有两个机械臂,称为数据和工具机器人,它们的工作方式是一致的。

在手术台上,数据机器人被固定在单独的椎骨上,用一个像手套一样滑动的盘子进行操作。

通过对患者脊柱的CT扫描,可以打印出3D扫描结果,这样就可以为每个椎骨制作钢板。

该数据工具用于感知患者的轻微自然移动,例如,如果患者需要轻微移动或意外移动。

目标是能够读懂病人的呼吸运动。

它将这些数据传递给工具机器人,这样就可以相应地调整它的钻孔路径。

通过更好的观察患者的运动情况,机器人可以保证在最准确的位置进行钻孔。

一旦完成这个过程,工具臂将使用螺丝刀插入螺丝。

Breedon教授告诉《每日邮报》:“所有的手术都依赖于外科医生的知识和技能。但是机器人是非常精确的。”

“只要所有安全协议都到位,就会有精确性。我们希望让外科医生融入到使用人工智能的体验中。”

该团队正在探索如何利用增强现实技术为外科医生提供实时的视觉反馈,以说明每个钻孔的深度。

德国本尼迪克特医院(Benedictus Krankenhaus Tutzing)脊柱外科主任博斯茨克(Bronek Boszczyk)教授说,最重要的是,脊柱手术要完全准确地进行,以最大限度地降低患者可能面临的重大风险。

脊柱侧弯是脊柱呈s形的畸形弯曲。症状包括脊柱明显弯曲,一侧肩膀或臀部比另一侧突出,衣服穿得不合适及背部疼痛等。

疼痛通常只影响有这种症状的成年人。在大多数情况下,脊柱侧弯的原因尚不清楚,但可以由脑瘫和肌营养不良引起。

在英国,每1000名儿童中就有3到4名患有脊柱侧弯。

人们还认为,在65岁以上的人群中,多达70%的人患有某种程度的脊柱侧弯。女性比男性更常见。

大多数患有这种疾病的儿童不需要治疗,因为它是温和的,并随着儿童的成长而自我纠正。

然而,在严重的情况下,孩子可能需要戴一个背带,直到他们停止生长。有时候,孩子需要做脊柱矫正手术。

对于成年人来说,用背部支架或手术来治疗通常已经太晚了,所以治疗的核心是减少疼痛。

“这项技术有潜力将这些风险降到最低,因为它可以精确地完成人类无法完成的关键操作。”

“这是一个很好的例子,说明机器人技术可以提高和改进侵入式手术的执行方式,提高患者的安全性,并确保手术过程的效率。”

脊柱手术所带来的一些风险包括出血、伤口感染、神经或脊柱损伤以及金属杆或金属制品不能正确附着。

脊柱侧弯使脊柱呈S形左右弯曲,脊柱后凸导致上背部不正常的表现。

Breedon教授表示,他们仍处于测试的早期阶段,但希望在未来五年内看到该机器人投入使用。

他说:“我们已经完成了最初的开发和编程,并创建了一个逼真的骨骼模型来进行测试。”

“所以我们的下一步是做一些实验来证明这一原理,并证明这一原理适用于人类。”

他说:“我想说的是,未来几年还会有很多测试要做。希望在未来五到十年内完成,这取决于健康和安全措施。”