隨著自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療機(jī)器人已經(jīng)開始滲入醫(yī)療保健領(lǐng)域，通過(guò)機(jī)器人的輔助，外科醫(yī)生的操縱下，機(jī)器人手術(shù)在過(guò)去十年中取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。
這樣的系統(tǒng)通過(guò)濾除手部震顫并將其手部動(dòng)作縮放為較小的動(dòng)作，從而提高了外科醫(yī)生的靈活性和準(zhǔn)確性。它們還降低了常見手術(shù)并發(fā)癥（如手術(shù)部位感染）的風(fēng)險(xiǎn)。
近日，東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家宣布了一種新型的機(jī)器人輔助手術(shù)機(jī)械控制器。新控制器結(jié)合了商用機(jī)器人中使用的兩種夾持方式，以利用每種夾持器的最佳功能并為外科醫(yī)生提供更高的精度。
克服人類掌握的局限性
然而，機(jī)器人輔助手術(shù)有其自身的缺點(diǎn)，特別是對(duì)于進(jìn)行手術(shù)的人。機(jī)器人外科醫(yī)生有時(shí)會(huì)在手術(shù)過(guò)程中感到身體不適，手指疲勞很常見。這種不適與他們握住主控制器的方式有關(guān)。
通常使用兩種類型的手柄來(lái)控制外科手術(shù)機(jī)器人：“捏手”和“電動(dòng)手”。捏緊手柄已在常規(guī)手術(shù)中使用了多個(gè)世紀(jì)。它涉及使用拇指、中指和食指來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)。另一方面，電動(dòng)手柄包括用整只手抓住手柄，更適合于有力的工作和較大的運(yùn)動(dòng)。
由于捏握會(huì)在手和手指的某些肌肉上施加壓力，因此更容易引起疲勞。而且，盡管電動(dòng)握柄似乎并未引起這種不適，但它的控制精度較差。因此，在由捏握引起的不適和對(duì)動(dòng)力握持的精細(xì)控制的缺乏之間存在折衷。
幸運(yùn)的是，東京工業(yè)大學(xué)（Tokyo Tech）的兩位研究人員Solmon Jeong和Kotaro Tadano 找到了解決此問(wèn)題的靈巧方法。在《國(guó)際醫(yī)療機(jī)器人與計(jì)算機(jī)輔助外科雜志》上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，他們推測(cè)可以設(shè)計(jì)出一種結(jié)合了兩種抓握方式的主控制器。
Tadano博士說(shuō)：“在機(jī)器人手術(shù)中，兩種常規(guī)夾持方法的局限性與每種夾持類型的優(yōu)缺點(diǎn)密切相關(guān)。” “因此，我們想研究一種結(jié)合的抓持方法是否可以改善機(jī)器人手術(shù)期間的操縱性能，因?yàn)檫@可以利用兩種抓持類型的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)彌補(bǔ)它們的缺點(diǎn)。”
提高手術(shù)精度和準(zhǔn)確性
經(jīng)過(guò)概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)并取得了可喜的結(jié)果之后，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)帶有模塊化主控制器的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以進(jìn)行調(diào)整，以采用捏合、電動(dòng)或組合抓緊方式。
該系統(tǒng)通過(guò)定點(diǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了測(cè)試，其中有15名參與者必須控制機(jī)械臂，以在最短時(shí)間內(nèi)將針尖帶入目標(biāo)孔而不會(huì)碰到障礙物。針對(duì)每種握持類型測(cè)試了各種條件，例如使用手臂和掌托，使用手柄，握持類型以及捏握動(dòng)作。
研究結(jié)果表明，組合的抓地力在指向性實(shí)驗(yàn)的各個(gè)方面產(chǎn)生了更好的性能，包括失敗的次數(shù)（觸摸障礙物），所需的時(shí)間以及為達(dá)到目標(biāo)而進(jìn)行的動(dòng)作的總長(zhǎng)度。許多參與者還報(bào)告稱，由于使用這種方法的簡(jiǎn)便性和舒適性，它比其他兩種方法更喜歡組合夾持方法。
這種新的主控制器設(shè)計(jì)可能是機(jī)器人輔助手術(shù)朝正確方向邁出的一步。
“機(jī)器人手術(shù)主控制器的操縱方法在直觀性，舒適性，精確性和穩(wěn)定性方面具有重要影響。除了實(shí)現(xiàn)精確的操作外，舒適的操作方法還可能使患者和外科醫(yī)生受益?！?/p>
盡管需要進(jìn)一步的工作來(lái)分析與機(jī)器人手臂操作有關(guān)的其他變量，但這項(xiàng)工作可能會(huì)使先進(jìn)的外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)受益。