得獎項目追蹤:基於液驅波紋管及 RCM 機構的核磁共振安全脊柱穿刺手術機器人 (數理/機械一等獎)(2023)

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獎項:第9屆香港大學生創新及創業大賽 數理/機械 一等獎

 

項目簡介:脊柱注射手術,需要將藥物通過針頭輸送到脊椎區域,如硬膜外腔、小關節和其他特定神經靶點。由於脊髓和脊椎周圍的血管等關鍵結構,該手術需要較高的精度。因此我們希望將圖像引導和機器人技術相結合可以對針頭軌跡和針頭放置進行精確控制,進而改善治療效果。

磁共振成像(MRI)是目前常用於該類手術的醫學影像技術,相較於CT和超聲,它提供了高清的三維圖像、更⾼軟組織對⽐度,並且不會產生對醫生有害的電離輻射。

但是並不是所有機器人系統都可以被應用於MRI圖像引導下的手術,機器人需要滿足1)不含金屬;2)不含磁性;3)不含電流,則可以被稱為MR-safe。

因此,我們提出了⼀種MR-safe的脊柱注射機器人,它由塑料、尼龍、陶瓷等材料構成。該機器人有⼀個緊湊的2⾃由度(DOF)RCM機構,和1⾃由度的針驅動器,在液壓波紋管的驅動下運⾏。它配備了液壓激活的鎖和定制的編碼器,以增強關節的硬度和閉環控制。

 

項目近況:雖然在本次比賽中取得了較好的成績,但是我們仍對現有的機器人不滿意。目前正在研發體積更小,功能更強,更具有通用性的產品,希望填補核磁共振相容的手術機器人的空白。比如我們最近設計了一款3 cm高,2.2cm寬,4.6cm長的核磁共振安全的入針裝置。相較于之前11cm高,4.6cm寬,5.1cm長的版本,新版本的體積還不到舊版本體積的1/8。此外,定位裝置在新增了兩個自由度的情況下,尺寸也得到了大幅的縮小。

 

項目負責人:感謝主辦方為提供了一個良好的平臺,讓我們在本次大賽中瞭解、學習到了很多別的團隊的技術,也認識了很多新的朋友。我們收穫了很多極具建設性的意見,也幫助我們進一步地意識到自己的不足,使我們在未來可以更進一步。

 

項目官網:SRIL @ CUHK (google.com)