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    隔離病房巡診機器人來了！清華人在逆行！2020年的春天，告急，所有的人停下出行的腳步，卻有一群人逆風(fēng)而行。他們穿上白衣，就像一束火焰，點燃自己，照亮人間的希望。他們是這個春天麗的身影，也是所有清華人的牽掛。“醫(yī)生救人，工程師提供裝備，醫(yī)工結(jié)合力量大！”2月2日，清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授鄭鋼鐵在他的朋友圈里擲地有聲地寫道。行勝于言。他是這樣說的，更是這樣做的。2月24日，由他作為技術(shù)負責(zé)人的第二臺多功能隔離病房巡診機器人，走進北京地壇醫(yī)院。從1月25日大年初一項目啟動，到第16天投入臨床試驗，再到第30天奔赴抗擊正式試用，他們“醫(yī)工結(jié)合”發(fā)揮多方優(yōu)勢，科研備“戰(zhàn)”，創(chuàng)造了“清華速度”！快，就是責(zé)任！當(dāng)前，時間就是生命?！翱欤褪秦?zé)任！”除夕夜，經(jīng)過和清華大學(xué)精細醫(yī)學(xué)研究院院長、北京清華長庚醫(yī)院執(zhí)行院長董家鴻的多次討論，鄭鋼鐵了解到前線隔離病房中的醫(yī)護人員面臨高風(fēng)險。副校長尤政和長庚醫(yī)院討論項目身為航天工程方面的教授，鄭鋼鐵和他的團隊更善于系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)急處理問題。作為臨床醫(yī)學(xué)院的教授，董家鴻對如何對抗和保護醫(yī)生有豐富的經(jīng)驗，這為機器人的研制提供了充分的現(xiàn)實基礎(chǔ)?！盎蛟S可以用機器人為醫(yī)護人員隔離風(fēng)險。

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    多重動力傳輸機器人系統(tǒng)，適用于MRI引導(dǎo)經(jīng)皮介入根據(jù)美國協(xié)會收集的數(shù)據(jù)，前列腺是美多年來開發(fā)的國男性中常見的之一。據(jù)估計，2016年將有180,890例新的前列腺病例，并因此導(dǎo)致26,120例死亡。大多數(shù)前列腺是在前列腺特異性抗原（PSA）篩查和/或直腸指檢（DRE）期間首先檢測到的。如果結(jié)果表明受試者可能患有前列腺，則通常在TransRectalUltraSound（TRUS）的指導(dǎo)下進行手動活檢。如果活檢結(jié)果為陽性，則常見的方法是TRUS引導(dǎo)的近距離放射。不幸的是，TRUS提供低分辨率的圖像和較差的軟組織對比度，醫(yī)生既看不到惡性組織，也看不到圖像上的放射性種子，這破壞了活檢或近距離放射的性能。因此，磁共振成像（MRI）可以被認為是一種有前途的替代方法，因為它具有高體積分辨率和出色的軟組織對比度。此外，研究人員還試圖應(yīng)用機器人系統(tǒng)來解決手動執(zhí)行的經(jīng)皮干預(yù)缺乏準(zhǔn)確性和可重復(fù)性的問題。在微創(chuàng)前列腺經(jīng)皮介入中，磁共振成像（MRI）機器人輔助系統(tǒng)經(jīng)過多年的開發(fā)，具備多個自由度（DOF）以完成復(fù)雜的外科手術(shù)任務(wù)。本文提出了一種與MRI兼容的變速箱的新穎設(shè)計，該變速箱允許一個驅(qū)動馬達控制多路自由度機器人系統(tǒng)。

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   來自3D融合圖像的信息有助于將特定的狹窄或冠狀動脈狹窄區(qū)域及其嚴(yán)重程度與可能的心臟組織和局部缺血相關(guān)聯(lián)（在這種情況下，心肌的某些部位無法獲得足夠的血液）。這可以用來幫助指導(dǎo)介入或外科血管重建手術(shù)，例如支架或搭橋手術(shù)，以改善心臟的血液供應(yīng)。馮·斯皮恰克（vonSpiczak）說：“該技術(shù)可以使可能容易受益于血運重建的患者和冠狀動脈狹窄更容易，更準(zhǔn)確地識別?！薄安捎卯?dāng)今的臨床2D標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致我們的研究中出現(xiàn)了許多不確定的發(fā)現(xiàn)，而當(dāng)包含來自CT的血流估計信息和3D圖像融合的其他信息時，大多數(shù)這些不同的發(fā)現(xiàn)可以解決?！边@項研究指出了融合方法在復(fù)雜情況下的作用，這些復(fù)雜情況在次測試中無法確定結(jié)果，例如，當(dāng)CT和MRI結(jié)果不一致或什至矛盾時。馮·斯皮卡克（vonSpiczak）表示，其實現(xiàn)的障礙包括更高的成本和復(fù)雜性，可以通過軟件的進步緩解這些問題。

    3D融合成像可改善冠狀動脈疾病的診斷根據(jù)《放射學(xué)》雜志上2020年發(fā)表的一項新研究，結(jié)合計算機斷層掃描（CT）和磁共振成像MRI的一項新技術(shù)可以增強冠狀動脈疾病的診斷，并幫助為患有該疾病的患者確定合適的治療方法：心胸成像。研究的圖4。一個65歲男子的照片（患者6）。（a）心臟MRI灌注顯示左/前降支動脈/左回旋支動脈（*）引起的前/前外側(cè)壁灌注不足。（b）CT冠狀動脈造影。（c）冠狀動脈造影，左前斜投影，尾角成角。（d）三維圖像融合有助于完善診斷：灌注缺陷（*）可能是由狹窄的對角分支及其條帶支架的側(cè)分支引起的。研究的圖4。一個65歲男子的照片（患者6）。（a）心臟MRI灌注顯示左/前降支動脈/左回旋支動脈（*）引起的前/前側(cè)壁血流灌注不足。（b）CT冠狀動脈造影。（c）冠狀動脈造影，左前斜投影，尾角成角。（d）三維圖像融合有助于完善診斷：灌注缺陷（*）可能是由狹窄的對角分支及其條帶支架的側(cè)分支（箭頭）引起的?；仡櫺缘?，也可以在CT冠狀動脈造影和冠狀動脈造影（分別為b和c的箭頭）中發(fā)現(xiàn)指定的病變。CTFFR=CT衍生的部分流量儲備，LGE=enhancement晚期增強。圖片由RSNA，放射學(xué)提供。根據(jù)疾病控制與預(yù)防中心（CDC）的資料。

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    我們的機器人可以自主識別‘感興趣’的細胞，如細胞等。它們能做到這一點，這要歸功于它們表面涂有一層細胞特異性抗體。然后，它們可以在移動時釋放藥物分子?！痹谶@些測試中，該團隊對機器人的速度進行了計算，發(fā)現(xiàn)其速度高達600微米/秒。這使得它們成為這種規(guī)模的磁力微型機器人中速度快的。研究人員表示，“成群”的微型機器人將能夠在人體中發(fā)揮作用。這是因為單個機器人太小，用大多數(shù)的成像技術(shù)都無法看到，也無法獨自攜帶足夠的藥物。雖然要讓它們達到這個階段還有很多工作要做，但該團隊希望這項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對一系列疾病的非侵入性精細。由生物或合成電機驅(qū)動的移動微機器人因其主動推進和可駕駛性而有望成為下一代動力（例如目標(biāo)主動貨物交付）和人體微操作應(yīng)用的候選者。醫(yī)療微機器人領(lǐng)域在過去十年中取得了的進步。它們在人體內(nèi)的應(yīng)用主要限于表面組織（例如，眼睛內(nèi)部），進入路線為相對容易的位置（如胃腸道和圍腸腔），以及停滯或低速流體環(huán)境。微創(chuàng)管理和醫(yī)療微機器人的部署，以組織在人體內(nèi)部的較深層位置，具有大量流體流動（例如循環(huán)/血管系統(tǒng)），仍然是對其未來在體內(nèi)醫(yī)療應(yīng)用中產(chǎn)生高影響力的重大挑戰(zhàn)。循環(huán)系統(tǒng)是身體的天然流體運輸網(wǎng)絡(luò)。

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正確定位骨科植入物的重要性在

這篇文章中，我想強調(diào)在手術(shù)過程中正確定位骨科植入物的重要性。以髖關(guān)節(jié)為例，因為它是我熟悉的。簡化的髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)髖關(guān)節(jié)中的旋轉(zhuǎn)中心和杠桿臂髖關(guān)節(jié)是經(jīng)典的球窩關(guān)節(jié)，股骨頭在骨盆的杯狀髖臼中移動。髖部的幾何形狀允許以股骨頭的中心為旋轉(zhuǎn)中心在所有方向上進行旋轉(zhuǎn)運動。這些運動是由于髖部肌肉作用于骨盆和股骨不同點的力引起的。有22塊肌肉作用在髖關(guān)節(jié)上，不僅有助于穩(wěn)定，而且還提供髖關(guān)節(jié)運動所需的力。由這些肌肉引起的所有力或力矩取決于髖部和/或杠桿臂的旋轉(zhuǎn)中心的位置。圖1：力矩，杠桿臂摘要：如果旋轉(zhuǎn)中心和股骨杠桿臂不對稱，則雙髖肌肉的作用將不相似。髖關(guān)節(jié)的重要角度髖關(guān)節(jié)的幾個角度很重要，以確保穩(wěn)定性和運動范圍。在骨盆側(cè)，髖臼的方向因人而異。角度位置包括髖臼（或杯）的前傾角和傾斜角（外展角）。不同的研究側(cè)重于定義前傾角和傾斜角的值，其中脫位風(fēng)險小。外科醫(yī)生將嘗試通過尊重這些角度來植入杯子。圖2：髖臼角度在股骨一側(cè)，頸部相對于膝蓋有一個角度。所謂的股骨版本，是有些人走路時腳趾內(nèi)翻或外翻的原因之一。股骨前傾是股骨的自然旋轉(zhuǎn)。頸部與膝蓋（后髁軸）成15°角。由于附著在股骨上的肌肉。

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