PCI手術(shù)機(jī)器人研究進(jìn)展

奉振球 邊桂彬 謝曉亮 侯增廣

（中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所，復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100190）

PCI手術(shù)機(jī)器人研究進(jìn)展

奉振球 邊桂彬 謝曉亮 侯增廣

（中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所，復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100190）

本文介紹用于血管成形術(shù)的血管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，特別介紹該領(lǐng)域最具代表性的兩個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)，并概述國(guó)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)在血管介入機(jī)器人系統(tǒng)方面的研究成果。

機(jī)器人，PCI手術(shù)系統(tǒng)

0 引言

經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(Percutaneous Coronary Intervention, PCI)已經(jīng)成為治療心血管疾病的常見(jiàn)手段。傳統(tǒng)的PCI手術(shù)由介入醫(yī)生在導(dǎo)管室中X光影像下直接操作導(dǎo)管、導(dǎo)絲等介入器械，將介入器械經(jīng)由血管到達(dá)病變部位并完成球囊擴(kuò)張、支架安放等操作。為減少X射線(xiàn)對(duì)醫(yī)生的輻射傷害，介入醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中必須身穿沉重的鉛衣，一方面，鉛衣不能防護(hù)醫(yī)生手臂和大腦受到輻射；另一方面，沉重的鉛衣容易導(dǎo)致醫(yī)生快速疲勞，從而不利于保證介入手術(shù)的質(zhì)量。隨著介入手術(shù)數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，越來(lái)越多的研究表明，長(zhǎng)期在導(dǎo)管室中工作的介入醫(yī)生容易出現(xiàn)脊柱病、白內(nèi)障甚至癌癥等職業(yè)病[1-6]，導(dǎo)管室已經(jīng)成為一個(gè)高危工作場(chǎng)所[7]。

近幾年，利用機(jī)器人技術(shù)輔助醫(yī)生完成血管介入手術(shù)，不僅具有穩(wěn)定、精確的特點(diǎn)，而且還可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)生遠(yuǎn)程操作手術(shù)過(guò)程，從而避免醫(yī)生受到X射線(xiàn)輻射。

目前，血管介入手術(shù)機(jī)器人從功能上可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是輔助醫(yī)生完成血管成形術(shù)(如冠脈支架術(shù)、頸動(dòng)脈支架術(shù)、腎動(dòng)脈支架術(shù)、腦動(dòng)脈支架術(shù))的血管介入機(jī)器人；另一類(lèi)是輔助醫(yī)生進(jìn)行血管介入電生理治療或檢查(如房顫消融、心臟電生理檢查)的血管介入機(jī)器人。針對(duì)電生理的血管介入機(jī)器人系統(tǒng)主要有Catheter Robotic公司的Amigo系統(tǒng)[8-9]，Magnetecs公司的CGCI(Catheter Guidance Control and Imaging)系統(tǒng)[10]，以及Stereotaxis公司的Niobe系統(tǒng)[11-12]。本文重點(diǎn)介紹用于血管成形術(shù)的血管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，對(duì)以上用于電生理的血管介入機(jī)器人系統(tǒng)不做深入介紹。

1 CorPath 200 機(jī)器人 PCI 系統(tǒng)

1.1 CorPath 200系統(tǒng)概述

CorPath 200是位于美國(guó)馬薩諸塞州的Corindus公司開(kāi)發(fā)的針對(duì)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療（PCI）的機(jī)器人輔助系統(tǒng)[13-14]，其輔助介入醫(yī)生完成PCI手術(shù)如圖1所示。CorPath 200系統(tǒng)主要包含兩大部分：安裝在手術(shù)臺(tái)側(cè)的送絲裝置和防輻射的遠(yuǎn)程控制臺(tái)，如圖2所示。其中，送絲裝置由固定在手術(shù)臺(tái)欄桿上的機(jī)械臂支撐，包含機(jī)器人傳動(dòng)部分和一次性塑料外罩兩個(gè)部分，如圖3所示。遠(yuǎn)程控制臺(tái)的襯鉛設(shè)計(jì)具備防輻射功能，并且能移動(dòng)到導(dǎo)管室中的任意位置，其操作界面如圖4所示。

圖1 CorPath 200機(jī)器人系統(tǒng)輔助的PCI手術(shù)

圖2 CorPath 200機(jī)器人系統(tǒng)

圖3 CorPath 200系統(tǒng)的送絲裝置

圖4 左： CorPath200控制臺(tái)界面 右： 介入手術(shù)醫(yī)生操作場(chǎng)景圖

圖5 R. Beyar等研制的遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)(RNS)

1.2 CorPath 200系統(tǒng)原理

CorPath 200系統(tǒng)的原型最早誕生于以色列，是R. Beyar等在2006年提出的用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的“遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)”(Remote Navigation System，RNS)[15]。該系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)醫(yī)生操作端遠(yuǎn)程操作PCI手術(shù)中的導(dǎo)引導(dǎo)絲、球囊和支架，其組成部分如圖5所示，包含一個(gè)安裝在手術(shù)臺(tái)側(cè)的執(zhí)行單元（Bed Side Unit）、 一 個(gè) 操作控制單元(Operator Control Unit)和一個(gè)操作桿(Joystick)。

在RNS系統(tǒng)中，手術(shù)臺(tái)側(cè)執(zhí)行單元的結(jié)構(gòu)和原理如圖6所示。圖6A展示了手術(shù)臺(tái)側(cè)執(zhí)行單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要可以分為兩部分：導(dǎo)絲導(dǎo)航器(Wire Navigator)和器械導(dǎo)航器(Device Navigator)。導(dǎo)絲導(dǎo)航器集推送操作和旋轉(zhuǎn)操作于一體，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引導(dǎo)絲的軸向推送運(yùn)動(dòng)和周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。器械導(dǎo)航器的作用是操作球囊/支架導(dǎo)管。由于球囊和支架均沿著導(dǎo)引導(dǎo)絲進(jìn)入病變血管，操作時(shí)只需軸向推送操作即可，因此，器械導(dǎo)航器只具備對(duì)球囊/支架導(dǎo)管的軸向推送操作，而沒(méi)有周向旋轉(zhuǎn)操作。

圖6B是RNS手術(shù)臺(tái)側(cè)執(zhí)行單元的原理圖。在該圖中，導(dǎo)引導(dǎo)管(Guiding Catheter)與Y閥(Y-C)相連并固定在Y閥夾持座上。導(dǎo)絲導(dǎo)航器控制導(dǎo)引導(dǎo)絲的軸向推送和周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。器械導(dǎo)航器中的動(dòng)力輪(Motored rollers)控制介入器械的軸向推送，在動(dòng)力輪后有一對(duì)測(cè)量輪(Sensing rollers)，提供球囊/支架的實(shí)時(shí)位置反饋。

圖6 (A)手術(shù)臺(tái)側(cè)執(zhí)行單元結(jié)構(gòu) (B)手術(shù)臺(tái)側(cè)執(zhí)行單元原理圖

RNS系統(tǒng)的導(dǎo)絲導(dǎo)航器將導(dǎo)引導(dǎo)絲的推送機(jī)構(gòu)嵌入在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，這種設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題是推送機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)錯(cuò)位時(shí)將不利于導(dǎo)絲的裝載和卸載。

CorPath 200在RNS的基礎(chǔ)上整體保留了對(duì)導(dǎo)絲和球囊/支架分開(kāi)操作的導(dǎo)絲導(dǎo)航器和器械導(dǎo)航器兩部分，但把導(dǎo)絲導(dǎo)航器中的推送和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成相對(duì)獨(dú)立的兩部分，它們分別控制導(dǎo)絲的推送和旋轉(zhuǎn)，并相互配合，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)絲同時(shí)前進(jìn)和旋轉(zhuǎn)[16-17]。

1.3 CorPath 200系統(tǒng)特點(diǎn)

相比傳統(tǒng)的PCI手術(shù)——介入醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中直接遭受X射線(xiàn)輻射，CorPath 200系統(tǒng)能夠讓介入醫(yī)生舒適地坐在防輻射的控制臺(tái)前遠(yuǎn)程操作介入器械，從而避免受到X射線(xiàn)輻射傷害。此外，病人也能夠受益于機(jī)器人輔助系統(tǒng)所帶來(lái)的對(duì)介入器械更加靈巧和高精度的操作。具體來(lái)講，CorPath 200系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1）機(jī)器人精度級(jí)的器械操作和固定。機(jī)器人輔助系統(tǒng)使得介入醫(yī)生能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)導(dǎo)管、導(dǎo)絲等介入器械進(jìn)行機(jī)器人精度級(jí)操作，CorPath 200對(duì)介入器械的固定更加可靠，其開(kāi)放的結(jié)構(gòu)支持各種類(lèi)型的導(dǎo)絲、球囊和支架。

2）將血管造影圖像近距離地呈現(xiàn)在醫(yī)生面前，并且能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)介入器械的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。

3）防輻射功能。遠(yuǎn)程控制臺(tái)采用襯鉛設(shè)計(jì)，屏蔽對(duì)介入醫(yī)生的輻射。

4）優(yōu)化的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)。介入醫(yī)生舒適地坐在遠(yuǎn)程控制臺(tái)旁操作介入器械，能夠緩解身穿防護(hù)鉛衣所導(dǎo)致的頸部、背部等疲勞，進(jìn)而幫助醫(yī)生把更多的精力集中在手術(shù)的診斷和治療上。

1.4 CorPath 200系統(tǒng)PRECISE試驗(yàn)

在CorPath 200系統(tǒng)成功完成動(dòng)物試驗(yàn)后，為進(jìn)一步驗(yàn)證其安全性、臨床有效性和技術(shù)有效性，Giora Weisz等利用CorPath 200開(kāi)展了名為PRECISE (Percutaneous Robotically-Enhanced Coronary Intervention)的臨床機(jī)器人輔助PCI試驗(yàn)[18]。

PRECISE試驗(yàn)研究者分別在9個(gè)醫(yī)院招募了164名滿(mǎn)足試驗(yàn)要求的冠心病患者，分別對(duì)這164名患者采用CorPath 200系統(tǒng)進(jìn)行PCI治療。試驗(yàn)中的觀察重點(diǎn)主要有兩個(gè)：一個(gè)是臨床手術(shù)上的成功(Clinical Procedural Success)，定義為CorPath 200輔助下的PCI手術(shù)完成時(shí)冠脈殘留狹窄小于30%，并且患者在術(shù)后30天內(nèi)沒(méi)有主要不良心臟事件（心臟死亡、心肌梗塞、支架血栓）發(fā)生；另一個(gè)觀察重點(diǎn)是裝置技術(shù)上的成功(Device Technical Success)，定義為使用CorPath 200機(jī)器人系統(tǒng)在無(wú)需人工干預(yù)的情況下，成功完成對(duì)冠脈介入器械（導(dǎo)引導(dǎo)絲、球囊、支架）的操作。

PRECISE試驗(yàn)結(jié)果表明，在164名試驗(yàn)患者中，所有PCI手術(shù)都成功完成，其中，162例在手術(shù)過(guò)程中符合裝置技術(shù)上的成功，僅有2例由于送支架時(shí)遇到血管狹窄帶來(lái)的阻力過(guò)大而轉(zhuǎn)向了醫(yī)生手動(dòng)操作，所有病例沒(méi)有出現(xiàn)因裝置引發(fā)的并發(fā)癥；同時(shí)，160例達(dá)到臨床手術(shù)上的成功，僅有4例術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生過(guò)無(wú)Q波心肌梗塞，沒(méi)有死亡、Q波心肌梗塞和血管栓塞現(xiàn)象發(fā)生。因此，CorPath 200輔助的PCI手術(shù)裝置技術(shù)成功率為98.8%(162/164)，臨床手術(shù)成功率為97.6%(160/164)。此外，值得注意的是，介入醫(yī)生在機(jī)器人輔助PCI手術(shù)中接受的輻射比傳統(tǒng)PCI手術(shù)降低了95.2%。PRECISE試驗(yàn)的一些相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1： CorPath 200 PRECISE試驗(yàn)結(jié)果

PRECISE試驗(yàn)結(jié)果表明：CorPath 200能夠滿(mǎn)足預(yù)期的技術(shù)和臨床性能指標(biāo)，同時(shí)極大地降低了手術(shù)醫(yī)生所接受的輻射量，將其應(yīng)用于臨床PCI手術(shù)是安全可行的。

鑒于PRECISE試驗(yàn)結(jié)果，CorPath 200于2012年7月獲得了美國(guó)食品及藥物管理局(FDA)的許可證，這是FDA批準(zhǔn)的首個(gè)針對(duì)冠脈支架術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)。隨后，Corindus公司與Philips公司簽署了共同銷(xiāo)售CorPath 200的分銷(xiāo)協(xié)議。

CorPath 200機(jī)器人作為已經(jīng)商業(yè)化的系統(tǒng)，能同時(shí)操作導(dǎo)引導(dǎo)絲和球囊/支架，其可行性已經(jīng)得到了的驗(yàn)證，不足之處在于缺少力反饋功能，醫(yī)生在操作導(dǎo)絲、球囊/支架時(shí)不能感覺(jué)到其在血管中所受到的阻力大小。

2 Magellan 機(jī)器人系統(tǒng)

2.1 Magellan簡(jiǎn)介

Magellan是美國(guó)Hansen Medical公司研制的通用型外圍血管（不包含腦、心臟血管）主動(dòng)導(dǎo)管介入機(jī)器人[19-21]，如圖7所示，主要由機(jī)器人送管機(jī)構(gòu)和醫(yī)生工作站組成。該系統(tǒng)與主動(dòng)導(dǎo)管（Magellan Robotic Catheter）配合使用可以為導(dǎo)引導(dǎo)絲、導(dǎo)管提供精確并且穩(wěn)定的末端控制。

圖7 Magellan機(jī)器人系統(tǒng)

與Magellan機(jī)器人系統(tǒng)配套使用的Magellan Robotic Catheter如圖8所示，包含鞘導(dǎo)管(Sheath Catheter)、導(dǎo)引導(dǎo)管(Leader Catheter)。在手術(shù)過(guò)程中，導(dǎo)引導(dǎo)管穿過(guò)鞘導(dǎo)管，導(dǎo)引導(dǎo)管的內(nèi)部可以穿過(guò)普通的導(dǎo)引導(dǎo)絲、球囊和支架。

Magellan機(jī)器人系統(tǒng)的送管裝置如圖9所示，主要包括鞘導(dǎo)管裝置、導(dǎo)引導(dǎo)管裝置、導(dǎo)絲操縱裝置和底座。鞘導(dǎo)管裝置可以操作鞘導(dǎo)管彎曲±90°，導(dǎo)引導(dǎo)管裝置可以操作導(dǎo)引導(dǎo)管彎曲±180°。鞘導(dǎo)管裝置和導(dǎo)引導(dǎo)管裝置均可以平移運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管在血管中平移。導(dǎo)絲操作裝置由兩個(gè)平行的皮帶旋轉(zhuǎn)和平移來(lái)分別實(shí)現(xiàn)導(dǎo)絲的軸向平移和周向旋轉(zhuǎn)。

圖8 Magellan機(jī)器人導(dǎo)管系統(tǒng)

圖9 Magellan機(jī)器人系統(tǒng)送管裝置

2.2 Magellan機(jī)器人系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)

Magellan機(jī)器人系統(tǒng)在2012年獲得了FDA的許可證，是Hansen公司在電生理導(dǎo)管機(jī)器人（Sensei-X Robotic Catheter System）的基礎(chǔ)上針對(duì)外圍血管介入治療而研制的，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1）為介入器械的放置提供可靠的穩(wěn)定性。

2）能獨(dú)立操作外圍鞘導(dǎo)管和內(nèi)部導(dǎo)引導(dǎo)管的末端，同時(shí)還能操作通用的導(dǎo)引導(dǎo)絲。

3）能夠提供可估計(jì)的手術(shù)時(shí)間。

4）開(kāi)放的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以兼容多種通用的6F介入器械。

5）能夠減少醫(yī)生接受的輻射并降低醫(yī)生的工作強(qiáng)度。

Magellan機(jī)器人系統(tǒng)的不足之處在于其主動(dòng)導(dǎo)管的直徑較大，因此不能進(jìn)入心臟和大腦等較小的血管中，只能應(yīng)用于外圍血管的介入治療。此外，目前該系統(tǒng)還不能同時(shí)操作導(dǎo)引導(dǎo)絲和球囊/支架。

3 國(guó)外其他機(jī)構(gòu)相關(guān)研究現(xiàn)狀

日本名古屋大學(xué)的T. Fukuda等較早地研制了一種用于腦血管介入手術(shù)的線(xiàn)性步進(jìn)送管系統(tǒng)(Linear Stepping Mechanism, LSM)[22]，該系統(tǒng)采用主從控制結(jié)構(gòu)，其操作導(dǎo)管的從端如圖10所示。從端包含平移機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，平移機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以同步平移。導(dǎo)管推送由一個(gè)夾持裝置來(lái)回交替抓緊和松開(kāi)實(shí)現(xiàn)，該夾持裝置在前進(jìn)的同時(shí)可以旋轉(zhuǎn)。

圖10 T. Fukuda等研制的線(xiàn)性步進(jìn)送管系統(tǒng)(LSM)

日本香川大學(xué)S. Guo等先后研制了兩種不同類(lèi)型的機(jī)器人送管系統(tǒng)。其研制的第一個(gè)機(jī)器人送管系統(tǒng)如圖11所示[23-24]，該系統(tǒng)采用主從控制方式，主操作端是一個(gè)Phantom Omni，從操作端是一個(gè)內(nèi)含推進(jìn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)齒輪送管機(jī)構(gòu)。如圖12所示，該送管機(jī)構(gòu)由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的大齒輪和嵌入在齒輪內(nèi)部的、推送導(dǎo)管的滾輪和電機(jī)組成。為實(shí)現(xiàn)醫(yī)生操作端的力反饋，該系統(tǒng)在導(dǎo)管上貼有如圖13所示的微型力傳感器，該傳感器能夠測(cè)量導(dǎo)管和血管壁之間的摩擦阻力，并由Phantom Omni將該阻力反饋給醫(yī)生。

圖11 S. Guo等研制的第一個(gè)機(jī)器人送管系統(tǒng)

圖12 S. Guo等研制的第一個(gè)機(jī)器人送管系統(tǒng)的送管機(jī)構(gòu)

圖13 微型力傳感器

S. Guo研制的第二個(gè)機(jī)器人送管系統(tǒng)如圖14所示[25-27]。該系統(tǒng)由控制器(Controller)和送管機(jī)構(gòu)(Catheter Manipulator)兩部分組成，它們構(gòu)成系統(tǒng)的主從控制結(jié)構(gòu)。主操作端和從操作端均包含推進(jìn)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。該系統(tǒng)的原理是：醫(yī)生在控制器端操作（推送、旋轉(zhuǎn)）導(dǎo)管，控制器端的傳感器檢測(cè)輸入的運(yùn)動(dòng)形式并在送管機(jī)構(gòu)端復(fù)現(xiàn)醫(yī)生的操作。該系統(tǒng)具有測(cè)力傳感器和扭矩傳感器，能夠測(cè)量導(dǎo)管末端所受到的推送阻力和旋轉(zhuǎn)阻力，并將該阻力反饋到人手操作的控制器端。

在圖14所示的第二個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)上，S. Guo等又對(duì)醫(yī)生操作端的控制器進(jìn)行了改進(jìn)[28-29]，改進(jìn)后的機(jī)器人系統(tǒng)如圖15所示。比較圖14和圖15可得，醫(yī)生操作端由圖14(a)中的控制器變成了圖15(a)中的醫(yī)生操作臺(tái)(Surgeon Console), 圖15中的送管機(jī)構(gòu)和圖14一樣，保持不變。改進(jìn)后的醫(yī)生操作臺(tái)由醫(yī)生的手直接操作導(dǎo)管，平移和旋轉(zhuǎn)編碼器分別檢測(cè)導(dǎo)管的軸向平移和周向旋轉(zhuǎn)，該操作臺(tái)模擬了醫(yī)生在手術(shù)中送導(dǎo)管的情形。

圖15 S. Guo等操作端改進(jìn)后的機(jī)器人導(dǎo)管系統(tǒng)

加拿大西安大略湖D. Holdsworth等研制了一種遠(yuǎn)程導(dǎo)管導(dǎo)航系統(tǒng)[30-31]，如圖16所示。該系統(tǒng)主要由導(dǎo)管檢測(cè)裝置(Catheter Sensor)和導(dǎo)管操作裝置(Catheter Manipulator)兩部分組成，其主從控制原理與圖14的系統(tǒng)類(lèi)似，病人側(cè)導(dǎo)管(Patient Catheter)跟蹤醫(yī)生端操作導(dǎo)管(Input Catheter)的運(yùn)動(dòng)模式。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是醫(yī)生直接操作導(dǎo)管而不是其他操作機(jī)構(gòu)，這樣有利于醫(yī)生直接應(yīng)用已有的手術(shù)操作經(jīng)驗(yàn)。

圖16 D. HoldsWorth等研制的遠(yuǎn)程導(dǎo)管導(dǎo)航系統(tǒng)

T. Fukuda, D. Holdsworth和S. Guo等研制的機(jī)器人送管系統(tǒng)能夠操作導(dǎo)管或?qū)Ыz，且其中S. Guo的系統(tǒng)具有力反饋的功能。但是，這些系統(tǒng)僅在實(shí)驗(yàn)室的模型上進(jìn)行了驗(yàn)證，沒(méi)有進(jìn)一步在動(dòng)物特定的血管部位驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。此外，這三個(gè)系統(tǒng)只能操作單一的導(dǎo)管或?qū)Ыz，實(shí)際的PCI過(guò)程較復(fù)雜，需要同時(shí)操作導(dǎo)引導(dǎo)絲、球囊、支架等介入器械。

4 展望

PCI血管介入手術(shù)機(jī)器人避免了醫(yī)生在介入治療中受到輻射傷害，同時(shí)能提高手術(shù)的精度，對(duì)介入治療產(chǎn)生了非常積極的影響。作為面向臨床需求的實(shí)用系統(tǒng)，PCI血管介入手術(shù)機(jī)器人將有以下發(fā)展趨勢(shì)：

1）精細(xì)的觸覺(jué)反饋。在PCI手術(shù)中，不同形態(tài)的血管狹窄病變?cè)趯?dǎo)絲末端產(chǎn)生的觸覺(jué)反饋是不同的，這是醫(yī)生調(diào)整送絲策略的重要依據(jù)。目前的血管介入機(jī)器人缺少觸覺(jué)反饋或者觸覺(jué)反饋不夠精細(xì)，在機(jī)器人醫(yī)生操作端構(gòu)建真實(shí)精細(xì)的觸覺(jué)反饋已經(jīng)是迫切的需求，具備精細(xì)觸覺(jué)反饋的機(jī)器人系統(tǒng)將有助于醫(yī)生根據(jù)不同的觸覺(jué)反饋采取不同的送絲策略。

2）三維圖像導(dǎo)航。將術(shù)前的CT圖像和術(shù)中的實(shí)時(shí)X光圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，在三維圖像中實(shí)時(shí)顯示介入器械末端的位置和姿態(tài)，為醫(yī)生操作介入器械提供直觀的視覺(jué)反饋，提高手術(shù)效率。

3）實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的手術(shù)操作。目前的血管介入機(jī)器人只能操作導(dǎo)絲、球囊/支架，而導(dǎo)引導(dǎo)管的送入需要醫(yī)生手動(dòng)完成。研究能同時(shí)操作導(dǎo)引導(dǎo)管、導(dǎo)絲和球囊/支架的血管介入機(jī)器人將進(jìn)一步降低醫(yī)生在導(dǎo)管室中的工作強(qiáng)度，減少手術(shù)時(shí)間。

4）遠(yuǎn)程手術(shù)。血管介入手術(shù)機(jī)器人主從式的控制方式有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)，將手術(shù)機(jī)器人的主端和從端分置兩地，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)，有助于提高欠發(fā)達(dá)地區(qū)醫(yī)療水平，緩解醫(yī)療資源緊張等問(wèn)題。

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