对于一定比例的癫痫患者来说,药物治疗在控制癫痫发作方面效果较差,或者根本不起作用 。对于这些病人,还有另一种选择:脑外科手术 。这通常是一种侵入性很强的手术,病人的大脑部分要么被切除,要么被刺激,要么被切断;之后,恢复可能需要三个月的时间 。
【机器人可以通过病人的脸颊进行脑部手术】范德比尔特大学(Vanderbilt University)的研究人员花了五年时间研制出一款机器人,它可能会使手术更省时、更具侵略性、恢复时间更短 。
与癫痫发作有关的大脑区域是位于大脑下部的海马体 。这款手术机器人由机械工程专业的研究生大卫·科伯和机械工程专业的副教授埃里克·巴斯共同研发,他们从病人的脸颊进入大脑,仔细地穿过骨头上的缝隙 。这不仅是一个较短的路线,它也避免钻通头骨 。
工作原型涉及形状记忆合金针的开发,也就是说,一种合金可以记住它的原始形状,并在变形后加热回到原来的形状,它可以沿着弯曲的路径工作 。机器人还需要能够在MRI机器内部操作,这就产生了强大的磁场 。
这种针是由镍钛制成的,也被称为镍钛醇,一种既具有形状记忆又是非铁磁性的合金,这使得它与MRI机器兼容 。这根1.14毫米的针头就像一支机械铅笔,由一系列同心管组成,其中一些管是弯曲的,以便让针头沿着弯曲的路径进入大脑 。
它被植入微小的、毫米级的台阶中,外科医生可以通过对每一步进行核磁共振扫描来跟踪它的位置,而且它的准确性,研究小组说,比1.18毫米更好 。
“在我的职业生涯中,我在气动系统的控制方面做了很多工作,”巴斯说 。“我们知道我们有能力让一个机器人在核磁共振扫描仪中,做一些其他机器人做不到的事情 。然后我们想,‘我们能做什么才能产生最大的影响?’”
与此同时,他们的同事、机械工程副教授罗伯特·韦伯斯特(Robert Webster)开发出了一套可操纵的手术针头系统,这与他们的想法完美结合 。
该团队还与神经外科副教授约瑟夫·内马特(Joseph Neimat)合作,内马特解释说,这种通过脸颊的方法已经在某些手术中使用——植入电极来跟踪大脑活动,并识别癫痫发作活动的部位 。然而,用于此的针头是直的,因此不能到达大脑区域进行手术 。
内马特说:“我们现在拥有的系统可以让我们将探针引入大脑——它们处理直线,而且只能人工引导 。”“拥有一个带有弯曲针头和无限接入的系统将使手术微创化 。我们可以做一个戏剧性的手术,只需要一根针扎在脸颊上 。”
机器人研发的下一个阶段将是在尸体上进行测试 。巴特副教授估计,这项技术将在十年内投入使用 。
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