我國科學(xué)家破解機器人手術(shù)縫合力盲缺陷 創(chuàng)新活結(jié)智能縫線。外科手術(shù)中傷口縫合的打結(jié)是一項精細活。如果結(jié)打得過松,難以有效止血;如果結(jié)打得過緊,則容易斷線或損壞器官組織。中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)航空航天學(xué)院交叉力學(xué)中心主任楊衛(wèi)團隊與中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院院長蔡秀軍團隊合作,歷時三年開展研究,闡明了“基于活結(jié)的力學(xué)傳導(dǎo)機制”,并研發(fā)出“Sliputure(活結(jié)智能縫線)”。這項技術(shù)成功應(yīng)用于外科縫合,解決了機器人手術(shù)中的“力盲”缺陷。該研究成果于北京時間11月27日以封面文章的形式發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

外科手術(shù)中閉合組織時需要縫合打結(jié),即“外科結(jié)”。這種結(jié)通常是死結(jié),一旦打牢很難調(diào)整,因此非常依賴醫(yī)生的精巧施力。隨著中國外科手術(shù)從大開大合向精準(zhǔn)微創(chuàng)轉(zhuǎn)變,雖然技術(shù)進步帶來了高清視野和強穩(wěn)定性,但醫(yī)生直接的力反饋大大減弱,導(dǎo)致他們在手術(shù)臺上陷入“力盲”困境。在一次頭腦風(fēng)暴中,陳鳴宇提出手術(shù)感知力反饋缺失的問題。楊栩旭提出了一個既傳統(tǒng)又科學(xué)的想法:先打個活結(jié),通過活結(jié)控制死結(jié)。
當(dāng)醫(yī)生拉緊縫線時,活結(jié)的結(jié)點被解開瞬間會產(chǎn)生一個預(yù)設(shè)好的精準(zhǔn)峰值力,這個力會通過縫線實時傳送給另一頭的死結(jié)。活結(jié)打開的那一刻就是告訴醫(yī)生:“力度已到位,死結(jié)請鎖定!”
為了確保每一個活結(jié)都能穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的、唯一的、精準(zhǔn)的力度下打開,團隊通過高速攝像和Micro-CT捕捉活結(jié)細微的滑動軌跡,并通過力學(xué)建模、有限元仿真等手段發(fā)現(xiàn)了活結(jié)蘊藏的有序規(guī)律。實驗顯示,針對特定的活結(jié),解開它們最后那一瞬間的峰值力高度一致。