天津北方網訊：《西遊記》中有這樣一段劇情：朱紫國國王患病，孫悟空爲其診脈，通過“懸絲診脈”，診斷國王爲“雙鳥失羣”之症。日前，“MRI(核磁共振儀)導航絲傳動乳腺癌近距離粒子植入機器人”在第七屆全國大學生創新創業年會上亮相。“我們的智能機器人可以‘懸絲診病’，更能夠‘靶向’治療癌症”。研發者之一、天津大學機械學院本科生毛含舟表示。
機器人“靶向”治療癌症
全世界每年約有120萬婦女罹患乳腺癌，中國約有47萬人，是中國女性發病率最高的癌症類型。治療乳腺癌傳統的手術切除和化療方法對於身體傷害較大，更會帶來心理創傷。
“近距離粒子植入局部放射治療是先進的癌症治療方法。”毛含舟介紹，“就是在覈磁共振儀等成像儀器下將一定劑量放射性粒子注射至病體中，使其一直保留在體內持續放射治療癌症細胞，我們把這種精準、微創、副作用小的治療方法叫做‘靶向’治療方法，將是未來癌症手術治療的發展趨勢。”
目前，近距離粒子植入局部放射治療手術在操作上還面臨一些挑戰，如放射性粒子對手術醫生傷害大，手術技術參差不齊等。而天大師生研發的這款機器人不僅能夠以最微小的創傷達到最好的手術效果，又能避免人工穿刺，保證醫生良好的工作環境。
“懸絲診病”減少“僞影”
在覈磁共振儀這樣的環境下實施手術，要儘量避免在覈磁成像過程中產生“僞影”，所謂“僞影”是成像過程中因外界干擾形成的原本沒有的影像，它會影響治療的準確性。爲此，天大師生設計了巧妙的“絲傳動”來克服。“機器人的旋轉、升降、前後進針、推送藥物等都是通過多條高強度的非金屬絲的巧妙纏繞來帶動。”毛含舟說，正是由於這樣的“懸絲診病”，電機可以放在離核磁共振儀較遠的地方，減少“僞影”，也使醫生能夠遠程操控。
手術時，病人將俯臥在覈磁共振儀腔體內的病牀上，醫生通過MRI系統實時檢測針刺目標點的位置，將採集到的圖像傳送至計算機，計算機對圖像進行處理後，結合傳送過來的信號，對針刺軌跡路線進行調整，併發送相應指令來控制機器人，從而將放射性粒子準確植入癌變部位。
核磁共振儀腔體的直徑約爲600mm，機器人的工作空間僅爲300mm左右，而且乳房會因擠壓而變形，影響針刺目標點。因此，研發人員設計了“環套乳房全方位旋轉穿刺結構”，只需一個旋轉即可實現對乳房各個方向的穿刺，再附加一個針刺系統輔助矯正進針姿態，使針刺的位置誤差低於1mm(實驗數據)。
師生希望能儘快用於臨牀
該臺機器人其實是機械學院師生們研發的第三代產品，設計理念與應用領域在中國尚無先例，已擁有十餘項國家授權發明專利。
毛含舟的指導教師、天津大學機械學院副教授姜杉介紹說，“這款機器人，除了應用於乳腺實體腫瘤的近距離粒子植入手術，還可應用於MRI導航下的活體組織檢測。”“目前，我們正在實驗中繼續測試它的性能。”姜杉說，“我們的目標是讓它能夠更快應用於臨牀。”
