鉑力特技術(shù)助力微創(chuàng)腦手術(shù)柔性機(jī)器人研發(fā)

來源：鉑力特

“我們認(rèn)為金屬3D打印是機(jī)器人系統(tǒng)中先端結(jié)構(gòu)件的唯一的低成本,、高精度生產(chǎn)方式,�,！薄��� 中國科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心的工程師。

2022年12月,，由鉑力特支持中國科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心（以下簡(jiǎn)稱“創(chuàng)新中心”）研制的微創(chuàng)腦手術(shù)柔性機(jī)器人系統(tǒng)MicroNeuro獲得了首屆中銀香港科技創(chuàng)新獎(jiǎng),。MicroNeuro系統(tǒng)將手術(shù)大模型與機(jī)器人相結(jié)合，將有效幫助醫(yī)生減少精神高度緊張的干擾,、較精準(zhǔn)抵達(dá)大腦深處順利完成腦手術(shù),，同時(shí)減少腦組織損傷。鉑力特為這項(xiàng)系統(tǒng)的研發(fā)提供了金屬增材制造技術(shù)支持,。

               

MicroNeuro微創(chuàng)腦手術(shù)柔性機(jī)器人系統(tǒng)：（a）預(yù)臨床實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),；（b）柔性機(jī)器人

為什么需要MicroNeuro微創(chuàng)腦手術(shù)柔性機(jī)器人系統(tǒng)？

腦部作為人體最為復(fù)雜和重要的器官之一,，控制著人體的各項(xiàng)生理和心理活動(dòng),，腦部手術(shù)十分復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)極高,，需要精密的手術(shù)設(shè)備和高度專業(yè)化的醫(yī)療團(tuán)隊(duì),。

由中國科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心執(zhí)行主任劉宏斌及香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)外科陳達(dá)明團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)的MicroNeuro系統(tǒng)融合了多級(jí)柔性內(nèi)鏡、高精準(zhǔn)控制,、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手術(shù)導(dǎo)航與AI大模型等最新技術(shù),，解決了腦組織脆弱、空間狹小、手術(shù)操作困難等挑戰(zhàn),，致力突破人類手-眼-腦操作的極限,。使用MicroNeuro系統(tǒng)，醫(yī)生只需在顱骨上鉆一個(gè)小孔,，便可操作柔性機(jī)械臂安全地抵達(dá)大腦深處進(jìn)行精準(zhǔn)的手術(shù),，同時(shí)大幅減少對(duì)腦組織的損傷。

為什么選擇金屬3D打印技術(shù),？

鉑力特協(xié)助MicroNeuro項(xiàng)目組研發(fā)的這款先端結(jié)構(gòu)件,，結(jié)構(gòu)小巧精致，最小的結(jié)構(gòu)只有0.15mm壁厚,。傳統(tǒng)加工存在難定位,、難加工、易變形等問題,。金屬3D打印在保證精細(xì)結(jié)構(gòu)成形的同時(shí)，加工效率也很高,。3D打印可以顯著縮短零件的研發(fā)時(shí)間,、降低材料成本、提高材料利用率,，高效又環(huán)保,。

而創(chuàng)新中心的工程師提到，“用在腦手術(shù)機(jī)器人工具的先端結(jié)構(gòu)件,，用于固定安裝圖像單元,、照明單元、器械通道等部件,。此外,，我們也在外徑僅3mm的內(nèi)鏡中加入了力感知功能，所使用的光纖也需要固定到先端上,。未來,，我們可能還需要在這個(gè)結(jié)構(gòu)件上集成如沖洗鏡頭、抽吸氣等異形通道,。因此,，我們認(rèn)為金屬3D打印是這類零件的唯一的低成本、高精度生產(chǎn)方式,�,！�

鉑力特為MicroNeuro帶來的無限可能

先端結(jié)構(gòu)件是用SUS 316L不銹鋼材料3D打印而成，使用BLT-A160D設(shè)備,，5小時(shí)可滿版打印1190件,；得益于鉑力特設(shè)備的穩(wěn)定性，不同設(shè)備不同批次滿版打印后的產(chǎn)品質(zhì)量一致，批產(chǎn)效率高,、質(zhì)量好,。

該零件的成形工藝路線是3D打印＋拋光工藝,，鉑力特產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了零件的細(xì)節(jié)成形,，又通過拋光后處理保證對(duì)于零件表面的粗糙度要求，良率穩(wěn)定,。

在研發(fā)階段,，鉑力特產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)基于用戶需求，幫助用戶實(shí)現(xiàn)了精細(xì)結(jié)構(gòu)的快速驗(yàn)證,；在批量生產(chǎn)方面,，團(tuán)隊(duì)發(fā)揮高效率與低成本的優(yōu)勢(shì)，按期交付了一致性強(qiáng),，質(zhì)量穩(wěn)定的先端結(jié)構(gòu)零件,。


“鉑力特為我們提供了優(yōu)質(zhì)的金屬3D服務(wù)，協(xié)助我們研發(fā)了柔性內(nèi)窺鏡先端零件,、多腔剛性外鞘內(nèi)鏡,、異性導(dǎo)水管多種關(guān)鍵部件。結(jié)合鉑力特的技術(shù)讓腦手術(shù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)更加便捷靈活,、結(jié)構(gòu)緊湊,，徹底解決了微型醫(yī)療器械加工難度高、設(shè)計(jì)受限,、生產(chǎn)效率低等難題,。打印出的金屬零件精確度極高，表面處理精美,，且強(qiáng)度和耐用性都非常理想,。這些零件的質(zhì)量直接提升了我們的研發(fā)效率和最終產(chǎn)品的性能。我們與鉑力特保持著長期友好的合作,，鉑力特團(tuán)隊(duì)在應(yīng)對(duì)我們的需求和疑問方面表現(xiàn)出了既專業(yè)又細(xì)心的態(tài)度,，助力腦手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)。未來我們希望可以繼續(xù)講金屬3D打印技術(shù)推廣到我們其他課題研究上,，與鉑力特開展更加緊密的合作,。”

關(guān)于中國科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心：中國科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院是中國科學(xué)院在港設(shè)立的首個(gè)國家級(jí)新型研發(fā)機(jī)構(gòu),。2019年在港正式注冊(cè),，下設(shè)兩個(gè)創(chuàng)新中心。其中,，人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心 (https://www.cair-cas.org.hk) 依托中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所(CASIA)建設(shè),，圍繞新一代人工智能基礎(chǔ)理論,、面向健康的智能技術(shù)、新型人機(jī)交互技術(shù)與設(shè)備,、人工智能開放平臺(tái)技術(shù)等開展國際前沿研究工作,。其目標(biāo)是打造香港人工智能國家隊(duì)品牌，吸引國際高端人才,，建設(shè)人工智能與機(jī)器人在醫(yī)療科技,，生命健康等創(chuàng)新應(yīng)用的國際創(chuàng)新高地。

本文部分內(nèi)容取自：《中國科學(xué)院香港院AIR中心成果首次亮相WAIC世界人工智能大會(huì)》
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