首例机器人辅助脊髓电极植入动物实验现场。张建华团队供图

本报讯 近日，由北京科技大学教授张建华团队、北京天坛医院主任何江弘团队联合完成的首例机器人辅助脊髓电极植入动物实验在北京取得成功。此次实验证明，团队研制的首款真正仿人双臂介入机器人可以完成脊髓电极植入手术流程，医生未受X射线辐射，手术效果良好，无不良事件。机器人辅助的脊髓电极植入手术优势显著，填补了国内脊髓电极植入机器人技术应用的空白。

脊髓电极植入术是一项需要在脊柱内腔与硬膜外腔之间放置电刺激的手术。该类手术属于典型的“害、危、盲、难”手术：吃线极大危“害”医生身体健康；高敏感术区加剧手术“危”险性；三维影像缺乏的半“盲”方式下操作；手术“难”度极高。当前，全球范围内还没有出现脊髓电极植入机器人产品或相关的研究报道。

张建华团队面对在狭窄且深长的脊柱腔隙内，同时操作超长径比的电极导管和导丝的难题，通过医生手术操作机制探究与仿生，提出了一种基于多臂手柔性协同的高灵活电极植入机器人架构。

他们建立了一套多臂手系统的术前便捷摆位和术中安全协同控制算法，实现了电极导管和导丝的大行程高精度协同操作。同时，他们还设计了基于仿生微纳混合微观结构的柔性电极导管夹持界面，研制了驱动前置的柔性电极回转夹持连续推捻操作手，实现了电极导管无损夹持与连续推捻递送。

针对主从操作下手术力感知与反馈问题，团队建立了基于光纤光栅的柔性电极交互力传感方法，研制了仿医生推捻手感的力反馈主手，实现了柔性微小手术力高灵敏监测与高临场感再现。

此外，团队建立了基于医生手法学习的手术路径智能规划算法、推捻耦合的柔性管丝精准安全驱动策略，旨在实现医生“手、触、眼、脑”功能拓展增强，从根本上提高脊髓电极植入手术的效果和安全性。（温才妃 邢华超）