古典文學名著《西游記》中有這樣一段情節(jié)：朱紫國國王患病，孫悟空為其診脈，通過“懸絲診脈”，診斷國王為“雙鳥失群之癥”。日前，“MRI(核磁儀)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)年會上亮相。“我們的智能機器人可以‘懸絲診病’，更能夠‘靶向’治療癌癥。”研發(fā)者之一、天津大學機械學院本科生毛含舟這樣表示。
治療乳腺癌有手術、化療、放療等方法。傳統(tǒng)的乳房切除手術和化療方法對于患者身體傷害較大，更會帶來心理上的創(chuàng)傷。近距離粒子植入局部放射治療是先進的癌癥治療方法，是在X射線、超聲波、核磁儀等成像儀器導航下將一定劑量放射性粒子注射至病灶中，使其一直保留在體內持續(xù)放射治療癌癥細胞的“靶向”治療方法，具有微創(chuàng)、副作用小等優(yōu)勢，將是未來癌癥手術治療的發(fā)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(zhàn)，如放射性粒子對手術醫(yī)生傷害大，手術技術的參差不齊會影響手術質量的可靠度等，且手術成本也較高。而天大師生研發(fā)的這款“MRI導航絲傳動乳腺癌近距離粒子植入機器人”不僅能夠以最微小的創(chuàng)傷達到最好的手術效果，又能避免人工穿刺，保證手術醫(yī)生的良好工作環(huán)境。
在核磁共振儀這樣特殊的環(huán)境下實施手術，要盡量避免在核磁成像過程中產生“偽影”，影響成像效果，降低手術精度。天大師生設計了巧妙的“絲傳動”。該機器人的旋轉、升降、搖擺、前后進針、推送藥物等所有動作都是通過多條高強度的非金屬絲巧妙纏繞來帶動。由于是這樣“懸絲診病”，電機可以放在離核磁共振儀較遠的地方，減少“偽影”，也使醫(yī)生能夠“遠程”操控，離放射性粒子更遠一些。
該臺機器人其實是機械學院師生們研發(fā)的第三代產品。“基于核磁圖像導航的前列腺針刺手術機器人”和“CT圖像導航肺癌近距離粒子植入機器人”，已由機械學院的本科生、研究生們設計完成。該類型機器人的設計理念與應用領域在中國尚無先例，在國際上亦屬于前沿技術和研究熱點，曾得到國家自然科學基金、教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃等項目的支持，已擁有十余項國家授權發(fā)明專利。
“這臺‘MRI導航絲傳動乳腺癌近距離粒子植入機器人’結構上更簡單，性能上更優(yōu)越。”毛含舟的指導教師、天津大學機械學院副教授姜杉介紹說，“它的研發(fā)屬于機械與醫(yī)學交叉的前沿學科，除了應用于乳腺實體腫瘤的近距離粒子植入手術，還可應用于MRI導航下的活體組織檢測。”
研發(fā)人員還希望在今后的研究中繼續(xù)加以改進。“目前，我們正在實驗中繼續(xù)測試它的性能。”姜杉說，“我們與影像部醫(yī)生合作研究，目標是讓它能夠更快應用于臨床。”
