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打卡华科精准:为神经外科手术提供“精准导航”

发布日期: 2023- 07- 18 信息来源: 宣传处 字体:[ ]

定位导航系统算得上是开车人士的“必备好物”,它不仅能提前规划路线,还能显示车辆所处位置及周边的实时路况,让司机轻松出行、更加放心。但你能想象么?在完成复杂程度极高的开颅手术时,医生也有这样的“精准导航”。

为重大脑疾病手术提供“精准导航”

由于有大量神经元和神经纤维,大脑是人体最为复杂的器官之一,因此脑部手术通常难度较大。以传统的脑出血开颅手术为例,神经外科医生需要结合CT片,在复杂测量的基础上,采用徒手穿刺的方式,根据经验将引流管引至血肿位置。整个过程对医生个人经验要求极高,且仍存在定位不够精准的风险。

神经外科手术机器人

华科精准(北京)医疗科技有限公司(以下简称“华科精准”)研发的SR1-3D神经外科手术机器人为这一问题提供了解决方案。通过将3D结构光注册技术与全自动机械手臂相结合,该手术机器人可为神经外科医生提供精准便捷的手术辅助体验。整个过程由手术计划、患者注册、导航定位三大环节组成。在手术计划环节,医生可借助SinoPlan手术计划系统对患者的医学影像进行综合分析后处理,达到精准识别病灶、设定靶点,规避周围神经和血管的目标,制定出最佳手术方案。

整个过程中最为关键的环节是患者注册,主要作用是将患者的影像空间信息和术前规划的手术路径映射到现实空间。SR1-3D神经外科手术机器人的3D结构光定位仪可对患者头部进行大范围、多角度、多姿态的点云扫描,无须标志物及手动辅助,便可实现0.5mm的高精度注册,整个过程仅需不到2分钟。注册完成后,通过精准定位靶点,配合机械手臂完成手术操作。

目前,SR1-3D神经外科手术机器人可适用于颅内肿瘤、脑出血、帕金森病、三叉神经痛、癫痫等多个神经外科手术领域。

做基层医院负担得起的微型智能设备

比巴掌大一点的微型机器人,就能完成复杂的脑外科手术操作?没错,华科精准研发的Q300系列神经外科微型机器人导航系统就能做到。别看个头不大,它的功能可不少。既能提供导航、定向一体化解决方案,又具备显著的成本优势,可谓是“麻雀虽小,五脏俱全”。

微型机器人

谈及设备的研发愿景,华科精准联合创始人兼CTO刘文博介绍:“在推广能够解决微创手术精准定位需求的大型机器人时,我们发现,虽然相比进口产品,我们的产品价格已经下降了50%,但对于区县医院等基层医院而言,仍然无法负担。但是这些基层医院具有大量的脑出血等外科手术精准定位的需求,所以我们开始构想,打造一款成本更低,能满足广大基层医院需求的机器人,Q300系列应运而生。”

操作时,只需要常规固定患者头部,安装微型机器人模块及其配套组件,并调整至入点上方大致区域,微型机器人模块便会严格遵循医生制定的手术计划,自动调整导引器的位置和方向,完成精准的无框架立体定向。在导引器的精准引导下,医生可进行颅骨钻孔、通道建立、置管引流、活检抽吸、电极置入等微创手术操作。该系统不仅操作简单,还能最大程度地避免人为因素造成的各类误差或医源性损伤。

值得一提的是,不同于应用于各科室的大型手术机器人需要在手术室完成相应操作,Q300系列可根据患者发病情况的特殊需求,辅助医生在监护室、CT室,甚至普通病房内开展微创穿刺手术。其同时涵盖开颅手术导航功能,能在手术过程中,实时追踪定位手术工具位置并显示在影像上,帮助医生实现精准操作。

让开颅手术真正实现微创

在性能优异的辅助定位型机器人基础上,华科精准开始探索向治疗端的延伸。正如刘文博所说,“往往最难的路就是最对的路。机器人技术可以针对不同学科做出各种不同的产品,但难的是围绕某一学科纵深发展,真正做出临床所需要的东西。”

在生活中,我们常听到射频、微波消融手段辅助医生治疗,但其主要针对肝、肺等腹腔器官,无法应用到脑部手术。出现这一现象的原因在于消融的范围是估算的。比如一个3厘米的肿瘤,为了保证疗效,一般会按5厘米估算其消融范围。在肝脏或者肺部,由于功能相同或相近,这种消融不会产生较大问题。但大脑的每个位置、每个组织都有自己对应的功能,手术精度要求是毫米级,扩大范围进行消融,将可能导致较高的手术风险及严重的并发症。

2017年起,华科精准开始尝试研发SinoLiTT激光消融微创手术系统,主要适用于难治性癫痫、脑肿瘤等手术,可在磁共振影像的辅助下,利用激光对患者颅内病灶实施微创手术。该系统在全国率先实现颅内病灶磁共振监控下的实时消融,已于2023年4月取得注册证。

该系统通过在患者颅骨上钻出3毫米的骨孔,置入1.8毫米直径的冷却套管(可控制光纤温度),由机器人往套管内置入治疗光纤,并保证光纤可以精准插到病灶中间位置,在微创的同时最大程度保证精确性。之后,将病人转移至磁共振室,实施激光消融。

钻出骨孔

光纤置入

激光消融

可视消融能够实时传输磁共振扫描的影像数据,基于算法计算颅内温度和范围,当医生结合术前规划和实际消融进展,判断病灶已经被完全消融时,则停止激光,同时可通过设置重要组织或区域温度预警,避免破坏正常的组织。接受LiTT手术治疗的患者平均住院时间较短,最快术后2天即可出院。

自主研发激光光纤套件

致力于颅内疾病精准外科手术,布局神经外科微创手术逐渐替代传统开颅外科手术。从研发、生产、到销售,华科精准面向市场需求,根植医工交叉学科建设,走出了一条创新发展的新型路径。2021年7月,北京市人民政府办公厅印发《北京市加快医药健康协同创新行动计划(2021—2023年)》,提出重点支持医用机器人、高端植入耗材等特色医疗器械产业快速发展。“在发展过程中,北京市科委、中关村管委会不仅为产品的成果转化及示范应用推广提供了较强支撑,也加速了产品从原型机向临床试验的发展。”刘文博表示。

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