标题背后

当今新闻和趋势背后的M万博1manbetxATLAB和Simulink

世界首例机器人辅助人眼手术挽救了视力

想象一下慢慢失去视力。许多人认为这就像闭上眼睛或呆在黑暗的房间里。但是视力丧失有多种形式。对英国牛津70岁的比尔·比弗来说,这意味着他的中心视野正在恶化,只剩下周边视力完好。他将其描述为“在游乐场的镜厅中观看”

一层膜覆盖了河狸的左眼视网膜,在他的视野中产生了一个黑点。挽救他的视力的唯一办法是通过眼科手术“剥”掉薄膜,考虑到薄膜本身的厚度小于人头发的宽度,这是一个非常困难的过程。

一想到眼科手术,即使是最坚定的人也会有点退缩。外科医生通过眼壁上的一个小开口将两种工具插入眼睛,一种提供光源,另一种用于手术修复眼睛,同时通过显微镜观察。很多时候,所需的修复对外科医生来说太难了:即使是训练有素的外科医生也无法提供一些最精细的修复所需的精确度。

机器人辅助眼科手术。图片来源:Preceyes BV

机器人眼科手术提高准确性

牛津大学眼科学教授麦克拉伦博士告诉BBC:“目前的激光扫描仪和显微镜技术让我们可以在显微镜水平上监测视网膜疾病,但我们看到的东西超出了人手操作的生理极限。”“有了机器人系统,我们开启了目前无法实施的眼部手术的全新篇章。”

今年秋天,一项机器人眼科手术的临床试验被尝试。世界上第一次,外科医生成功完成了机器人辅助的视网膜手术。一个机器人系统被用来操作海狸的眼睛。根据英国广播公司“牛津大学约翰·拉德克利夫医院的一个研究小组使用该装置,通过操纵杆控制,去除百分之一毫米厚的薄膜。”

麦克拉伦博士使用了PRECEYES手术系统,这是一种机器人辅助设备,由Preceyes BV为了这次眼科手术。该系统采用一个基于倒立操纵杆的系统,可以缩放、过滤和转换外科医生的动作,从而改善对器械的控制。

preeyes操纵杆式手术机器人。图片来源:Bart Van Overbeeke Fotografie

眼前手术系统建立在对眼前病变的研究基础上阿姆斯特丹学术医学中心埃因霍温科技大学,为极其精细的眼科手术提供必要的精确度。

  • 设备精度(1-10µm)比手动精度(100-150µm)有很大提高
  • 提高现有眼科手术的安全性和性能
  • 支持新的治疗方法,例如在眼睛内进行高精度、有针对性的药物输送

该系统由七个独立的计算机控制电机组成。设计并实现了整个装置的控制软件万博1manbetx. 这个模型运行正常万博1manbetxSimulink实时在实时PC上,用于手术过程中控制软件的安全关键元素。

p万博1manbetxreeyes首席运营官和联合创始人Gerrit Naus表示:“Simulink和Simulink Real-Time能够在设备上实现控制算法的设计和实现。“这些工具促进了实现设计的直接方法,同时允许快速迭代。”

马达使外科医生能够在眼睛内导航,并以千分之一毫米的增量移动仪器。这个系统会过滤掉外科医生手的颤抖,甚至是那些由外科医生自己的心跳引起的微小动作。

preeyes手术系统的设计也使外科医生可以在手术期间安全地释放工具,以减少外科医生的疲劳。机械手保持工具的位置,允许外科医生放松他的手部肌肉,或者如果需要,在手动模式下恢复手术。

这种能力对于内眼药物输送也至关重要。由于针状手术工具体积小得令人难以置信,外科医生必须将这些工具完全保持静止数分钟,以便在视网膜内分发药物。机器人辅助手术可以简化这项任务,因为医生将导航到该位置,然后机器人将在药物输送过程中长时间保持该位置。

眼科手术的未来

视网膜疾病是发达国家致盲的主要原因。根据市场范围,眼科市场研究组织,“今天,全世界有近3.04亿人受到各种类型和阶段的视网膜疾病的影响。”到2021年,这一数字预计将达到近3.43亿,但外科医生的数量和他们能够进行手术的速度是有限的。

比尔·比弗(Bill Beaver,一家薄膜剥离公司)进行的眼科手术是一种标准手术,每年进行50多万次。在手工手术中,只有高技能的外科医生才能进行这些精细的手术。机器人协助有望改善这些手术的安全性和性能,使更多的外科医生能够进行这种手术。此外,这种机器人辅助手术可以实现新的治疗方法,如靶向药物输送,从而使更多的患者能够保住视力。

preeyes认为这种类型的手术最终可以在手术室之外使用。preeyes的联合创始人兼集成经理Maarten Beelen说:“在未来,我们可以看到这种技术被用于办公室环境,只有机器人会接触眼睛,它将具有高水平的自动化。这将显著提高效率,降低成本。”

至于海狸,他的视力有了很大的改善。他说:“我的视力正在恢复。我很高兴我的手术进行得如此顺利,我很荣幸能成为这个开创性研究项目的一部分。这是运动、享受艺术和享受生活之间的区别。”




|
  • 打印
  • 发送电子邮件

评论

如需留言,请点击在这里登录到您的MathWorks帐户或创建新帐户。