机器人控制人体内的激光有可能提高微创外科手术的效果
江苏激光联盟导读：据《Science Robotics 》报道，微型化的激光人控制激光来操控为激光显微外科打开了一个打开新的视野。
来自哈佛大学怀斯生物工程研究所的机器人工程师发展了一个微型机器人来在人体内操纵激光来帮助微创手术的进行。
在当前能量驱动的器件用于切割和干燥组织和用于接近目标地点的组织内部出血，在操作的时候存在精度不够和会导致不需要的对临近组织的灼烧等问题，与此同时还会导致冒烟。激光，尽管呈现出是一种可以成为组织这一发生的技术，必须满足额外的标准给予考虑之后才能进行使用。由于外壳激光的尺寸限制，精度的水平，重新定位的精度，操作导航以及操控等需要满足微创外科手术的要求，直接使用激光存在一定的障碍。
The microrobotic laser-steering end-effector (right) can be used as a fitted add-on accessory for existing endoscopic systems (left) for use in minimally invasive surgery. Courtesy of the Wyss Institute at Harvard University.微型机器人操纵的激光导航末端执行器（右图）可以用来作为现有的内窥镜系统（左图）中安装的附加附件来应用到微创外科手术中
微型机器人操纵的激光导航末端执行器（右图）可以用来作为现有的内窥镜系统（左图）中安装的附加附件来应用到微创外科手术中
在哈佛大学Robert Wood 和 Peter York的领导下，制造出一个微型的机器人来测量6 × 16 mm的区域实现高速的运行速度和精密的控制，并且可以用来整合到现存的内窥镜工具中。
为了实现在人体内实现微创激光手术，我们设计了一个微型机器人来帮助我们精确的引导激光束进入小的目标位置，该目标位置位于复杂的模式内，且该复杂的模式位于解剖区域中感兴趣的区域，York说到，他是论文的第一作者和通讯作者，同时是wood微型机器人团队的博士后研究人员，基于机器人大范围的关节的运行，最小量的覆盖面积（足迹），快速和精准的操作，这一激光操控的末端执行器具有非常巨大的潜力来非常简单的提高手术的能力，通过增加在现存的内窥镜装置中以即插即用方式进行连接。
至于在微创外科手术上的应用，这一器件也只有吸管的直径大小，并且相当灵活。
图解：没有采用本文的成果以前，目前的激光显微外科手术的装置，手术时存在几个挑战：手术的精度，激光的可控制性和人类工程学(研究如何改善工作条件，提高工作效率)等，
我们发现操纵导航激光束和重新定位激光束，其装置配置是三个小的镜片可以快速的旋转，相对于另外一个镜片以电流计的设计形式来提供一个以最佳击球点来实现小型化努力结果。第二作者Rut Peña说到，是在Wood小组中的一位擅长微制造的机械工程师。为了实现这一目标，我们采用杠杆方法从我们的微制造的制造仓库中，该仓库中模块化的组件通过分层逐步的方式在毫米级别的层面上实现上层结构，一个高度有效的制造过程迭代设计，快速的寻找优化途径和输送一个稳健策略进行大规模制造而得到成功的产品。
结果显示微型机器人在绘制方面和非常有效和遵循复杂轨迹方面非常有效，诸如多道激光辐照可以在非常大的形成范围内高速的和高精度的重复性。
在测试的时候，研究人员将器件黏附在结肠窥镜的末端来模拟在由橡皮组成的台式体模拟组织的息肉。该团队成功的通过遥操作机器人指引器件通过了组织。
在这一多学科模式中，我们成功的利用我们的能力来利用我们在过去几十年所发展的提供给临床医师的无中断解决方案的快速的复杂的微型机器人机理，可以使得他们能够充分发挥人体中改变生活的和潜在可能挽救生命的影响的微创手术，Wood说到，他是该论文的作者和应用科学于工程的教授。
Wood的微型机器人研究人员，同转移专家一起，对这一技术申请了专利，并且将进一步的将这一医疗工作的风险进行降低，并作为外科内窥镜的一个附加组件。
图解：经口的1470 nm/980 nm双波长光纤激光显微外科用于早期的声门型喉癌在外科手术进行时发生的3D影响系统正在开展手术
这一研究工作发表期刊《Science Robotics》上。
文章来源：Science Robotics 13 Jan 2021:Vol. 6, Issue 50, eabf1523，DOI: 10.1126/scirobotics.abf1523，Bringing the light inside the body to perform better surgery
参卡文献：1.Transoral 980-nm/1470-nm dual-wavelength fiber laser microsurgery for early-stage glottic carcinoma，Oral Oncology，Volume 96, September 2019, Pages 66-70。
2，REVIEW ARTICLE: BIOMEDICAL INTELLIGENCE，Microsurgery robots: addressing the needs of high-precision surgical interventions，DOI: https://doi.org/10.4414/smw.2016.14375，Publication Date: 24.10.2016，Swiss Med Wkly. 2016;146:w14375