大學研MRI機械人助腦部手術定位 提升精準度

2024年05月22日 21:44
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港大開發新型機械人定位器,以磁力共振成像引導調節導管及針頭,提升精準度。(李志湧攝)
治療柏金遜症等神經系統疾病需要進行深腦刺激手術(DBS),需要精準插入相關儀器到腦部深處。港大研究團隊開發新型機械人定位器,用於立體定位神經外科手術,以磁力共振成像(MRI)引導調節導管及針頭,提升精準度之餘,有望將整體手術時間由超過5小時,減至1至1.5小時內完成,相關研究結果已於國際期刊上發表,並已申請專利。
港大工程學院的研究團隊於2018年,發表全球首個在磁力共振環境內進行雙邊立體定位手術的機械人,成功克服手術時間長和工作流程複雜的挑戰;團隊在此基礎上進行重大更新,研發出互動式多階段的立體定位神經外科手術機械人定位器,以術中磁力共振成像(MRI)引導,配合微型無線全向追蹤標記,可在MRI下進行更為精準的三維定向及定位。
治療柏金遜症等深腦刺激手術,講求精準插入長針及引流儀器到腦部深處。根據團隊介紹,機械人設計輕細,重203克、直徑97毫米、高81毫米,可安裝於患者頭骨兩側進行雙邊手術,醫生首先會根據術前圖像,將機械人按已計劃的軌迹定向,系統指示燈會實時自動顯示與計劃軌迹之間的角度誤差,當誤差少於5°時會被遙距鎖定;之後系統進一步自動微調,進行更精準定位,
團隊指,過往缺乏實時影像下開刀,部分深層組織可能會移位,有關技術就如線上地圖,令醫生掌握實時資訊,準確定位,增加探針或電極儀器插入精確度,確保手術安全性,整體手術時間有望由逾5小時,減至1至1.5小時內完成;現時部分手術需要病人於清醒情況下進行,應用機械人後則可全身麻醉進行,過程中毋須與病人對話了解反應,亦可減少病人不適。另外,機械人可協助醫生於深腦位置進行活體組織檢查、注射、激光消融和導管放置等操作,滿足各種治療需求。
團隊表示,機械人已通過人體標本及於頭骨模型上進行的可行性測試,誤差少於3毫米,有巨大臨床應用潛力,相關研究結果已於國際期刊《Advanced Science》發表,發明亦已申請專利,受知識產權保護,日後會進行更多臨床前屍體測試,驗證系統可靠性,當機械人能消化愈多實時影像資訊,準確度會相應提高;而本港首個術中磁振造影(iMRI)系統將於下半年投入服務,未來5年內亦將安裝2至3個iMRI系統,相信有助推動MRI機械人定位器的應用。