【所属领域】

医疗装备

【痛点问题】

良性前列腺增生（BPH）是引起男性排尿障碍最常见的病因。其临床表现为尿频、尿急、急迫性尿失禁及排尿困难等，统称为下尿路症状（LUTS）。国内外多项流行病学研究证实，在50-65岁的男性中，BPH/LUTS 患病率约为15%-25%，70岁以上男性患病率高达30%-46%。我国每年约有30万患者需要接受BPH 相关手术治疗，伴随着我国人口老龄化进程，这个数字还在逐年上升。前列腺活检穿刺指的是在经直肠超声照射引导下，医生使用穿刺针经会阴或直肠刺入前列腺获取病理组织的过程，是获取良性前列腺增生及其是否发生癌变病理结果的重要早期诊断手段。经尿道前列腺电切术（TURP）是前列腺增生的主要治疗手段，然而该手术在安全性、高效性和一致性上仍然存在不足，具体阐述如下：

现有手术方式安全性存在隐患。经尿道前列腺电切术（TURP）是目前BPH常规手术治疗方式，其通过经尿道电切系统将前列腺增生组织粉碎成长约1.0cm，宽约0.5cm的组织块，再由10%甘露醇冲洗液冲出体外，最终使创面尿道化，排尿梗阻解除。随着经尿道手术器械的改进及医学激光技术的进步，经尿道激光前列腺切除（TULP）越来越多地应用于临床。TULP 是通过高功率激光作用于前列腺组织，将含有目标色团的腺体组织直接汽化的新型手术方式。相对TURP，TULP 有效减少了手术器械热损伤及出血。但无论TURP 还是TULP 手术，一旦突破前列腺外科包膜这一手术安全边界，则极易损伤前列腺周围重要组织结构，引起诸多并发症，对患者造成巨大的生理、心理伤害，甚至危及生命。

现有手术方式手术效率相对较低。以最新的激光手术为例，低效主要有以下三个原因：①视觉引导手术需要术者花费大量时间评估切除的实时位置、深度及长度，以确定下一步手术操作；②各类激光都存在最佳汽化距离，一旦超过该距离则汽化效率急剧下降，人手的稳定性不足以长时间保持特定距离；③手术末期，术者会将激光功率调低，烧灼长度减少以保护临近的安全边界。

现有手术方式手术一致性难以保证。外科医生是 BPH手术成败的关键，而我国不同地区，不同级别医院医疗水平差异客观存在，因此患者跨区域寻求优质医疗服务的现象十分普遍，这与国家医疗保障的总体思路相悖。因此，通过更先进的技术提高手术安全性、有效性及一致性，是医疗和科研工作者共同努力的方向。

【成果介绍】

穿刺活检是医疗临床最常用的病理检测手段，通常医生会使用一根细长的穿刺针经皮刺入病灶区域，通过穿刺针头的勺型结构将部分病灶组织取出并做进一步的病理化验。穿刺活检手术实施动作较为简单，但是过程冗长且繁复，医生需要在有限的超声图像引导下，将穿刺针准确地刺入复杂的器官环境内的病灶目标，并重复穿刺十余次。经尿路的激光消融是治疗前列腺增生的有效手段，在对患者进行穿刺活检的检查后，医生会使用经尿道的激光手术器械，对增生的前列腺组织进行切除。激光消融的过程类似于穿刺活检，过程冗长且繁复（长达3-4小时），手术视野受限，繁杂的手术过程和较大的手术量增加了医生的负担。

为解决此类需求，本团队研发了一款双机械臂协作自动施行穿刺类手术的机器人系统。该系统从穿刺类手术的安全性、有效性和一致性需求出发，针对性攻克了超声图像自主手术导航技术、刚柔耦合的连续机器人技术和超声伺服手术器械实时追踪技术，旨在使用机器人操作超声仪器和穿刺器械完成穿刺活检和激光消融手术，实现在充分保障手术安全的前提下，机器人自动完成精确的手术穿刺和激光消融动作。在手术过程中，医生仅需对手术进行决策和监测，并可根据需要实时干预，缩短手术时间。该款机器人的研发，有望在减少医生手术劳动量的同时，保障手术的效率和质量，解放医生的双手，助推医疗机器人产业的发展。

图1 成果展示

【技术指标】

机器人自主穿刺精度<1mm

手术完成时间<30分钟

【技术成熟度】

5级技术成熟度，已经搭建完整的实验室样机，并在相关环境下完成技术验证。

【所获荣誉】

该成果参与多类比赛并获奖，如下所示：

连续两年参与世界大健康博览会展示，如下所示：

2023年博览会展示和所受报道

2022年博览会展示

【应用案例】

本项目所研发机器人自主手术医疗装备可应用于良性前列腺增生疾病的诊断和治疗，已与华中科技大学同济医院、武汉联影智融达成合作。本项目所研发医疗装备能够解决现有前列腺增生诊断和治疗手术在安全性、高效性和一致性上的不足，机器人自主手术精度在1mm以内，手术时间控制在30分钟以内。

【发展规划】

本项目已经完成实验室样机的设计和搭建，已经完成相关环境下的技术测试和验证，已经部分完成模拟环境（动物实验）下的系统演示。下一步将开展模拟环境（动物实验）和真实环境（临床实验）下的系统演示，提高本项目的技术成熟度。计划开展项目的实际落地应用，进行项目的产品化设计及开发。

【知识产权】

该成果包括多项已授权中国发明专利。

【合作方式】

专利许可、专利转让、作价入股、技术开发、技术服务、面谈等。

【联系方式】

CG23043