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針對(duì)血管介入手術(shù)操作復(fù)雜、可控性差、輻射時(shí)間長(zhǎng)等難點(diǎn)，將機(jī)器人技術(shù)和血管介入手術(shù)有機(jī)結(jié)合，北京航空航天大學(xué)ITR研究中心和海軍總醫(yī)院神經(jīng)外科共同研制出我國(guó)首臺(tái)血管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，系統(tǒng)在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)圖像處理、手術(shù)規(guī)劃、視覺注冊(cè)、微小力覺感知等方面具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。如設(shè)計(jì)完成基于摩擦滾動(dòng)原理的推進(jìn)機(jī)構(gòu)，可以快速、準(zhǔn)確的將手術(shù)導(dǎo)管推進(jìn)到指定位置，精度達(dá)到0.8毫米；首次將智能材料制成的微小力傳感器安裝在導(dǎo)管末端，使醫(yī)生操作機(jī)器人手術(shù)過程中有了觸覺，確保了手術(shù)安全，打破了國(guó)外同類技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。經(jīng)過研究人員的三年努力，已經(jīng)順利完成關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、系統(tǒng)集成、臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，正在開展臨床實(shí)驗(yàn)。 系統(tǒng)處于系統(tǒng)試驗(yàn)和運(yùn)行階段。開發(fā)出血管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī)，開展了動(dòng)物臨床試驗(yàn)，制訂了臨床手術(shù)操作流程。

項(xiàng)目獲國(guó)家“863”計(jì)劃資助。由上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院牽頭，與中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所，燕山大學(xué)、中國(guó)人民解放軍海軍總醫(yī)院、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)和北京集翔多維信息技術(shù)有限公司共同完成。 心腦血管疾病是人類的第一殺手，目前的人工手術(shù)治療存在諸多弊端，手術(shù)機(jī)器人的研究已逐步展開。本課題基于HAM(Human Adaptive Mechatronics)的概念，從人的因素、人機(jī)一體化設(shè)計(jì)、智能控制三個(gè)方面對(duì)微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行研究。研究?jī)?nèi)容包括定位機(jī)器人、介入裝置、介入操作裝置。建立我國(guó)微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人示范系統(tǒng)，為手術(shù)機(jī)器人的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 技術(shù)參數(shù)： 定位機(jī)械臂：5自由度；運(yùn)動(dòng)部分重20kg；承重6kg； 介入裝置：2自由度；重量小于4kg；軸向進(jìn)給誤差小于1%；定位精度1mm；軸向轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)任意； 介入操作裝置：2自由度；重量小于4kg。 技術(shù)創(chuàng)新性： 定位機(jī)器人采用單報(bào)閘鎖死多個(gè)關(guān)節(jié)的被動(dòng)操作方式，符合手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)需要； 介入裝置能夠檢測(cè)導(dǎo)管/導(dǎo)絲與血管壁之間的阻力，具有獨(dú)創(chuàng)性； 介入裝置能夠完成導(dǎo)管、導(dǎo)絲、球囊、支架的遞送，是介入裝置研究的一個(gè)突破； 介入操作裝置能夠根據(jù)導(dǎo)管介入裝置檢測(cè)到的導(dǎo)管/導(dǎo)絲與血管壁之間的阻力產(chǎn)生力反饋，操作醫(yī)生具有力場(chǎng)感覺。

1.痛點(diǎn)問題 傳統(tǒng)的介入手術(shù)需要在持續(xù)的X射線造影下進(jìn)行，醫(yī)生需要穿著重達(dá)30kg的鉛衣在強(qiáng)烈的X射線下數(shù)小時(shí)、精準(zhǔn)地操作導(dǎo)絲完成手術(shù)，對(duì)醫(yī)生的身體損傷極大；而人工手術(shù)也存在著不夠快速、效率較低的問題，接受手術(shù)的患者同樣需要長(zhǎng)時(shí)間暴露在射線環(huán)境下。基于此，本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于機(jī)器人技術(shù)和醫(yī)療方面的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)完成了一款可以方便醫(yī)生、方便患者、提高介入手術(shù)效率和安全性的介入手術(shù)機(jī)器人。 2.解決方案 本項(xiàng)成果設(shè)計(jì)了一套完全符合醫(yī)生傳統(tǒng)介入手術(shù)操作方式的、軟硬件兼?zhèn)涞慕槿胧中g(shù)機(jī)器人。針對(duì)醫(yī)生長(zhǎng)時(shí)間穿沉重鉛衣的痛點(diǎn)問題，介入手術(shù)機(jī)器人采用了遠(yuǎn)程無延時(shí)遙控的方式，醫(yī)生可以在安全位置進(jìn)行手術(shù)操作。針對(duì)介入手術(shù)機(jī)器人的可靠性問題，開發(fā)了基于電機(jī)控制的力反饋系統(tǒng)和圖像導(dǎo)引系統(tǒng)，可以給醫(yī)生真實(shí)的手術(shù)反饋體驗(yàn)，減少失誤率。針對(duì)介入手術(shù)長(zhǎng)時(shí)間暴露在射線環(huán)境下的問題，開發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)和圖像識(shí)別的導(dǎo)絲導(dǎo)引模塊，可以幫助醫(yī)生更快速地完成手術(shù)，提高醫(yī)療效率。 本項(xiàng)成果的預(yù)期產(chǎn)品和服務(wù)包括：介入手術(shù)機(jī)器人設(shè)備（包括軟硬件）以及每次手術(shù)需要更換的耗材部分。 合作需求 開展型式檢驗(yàn)和臨床試驗(yàn)所需的資金支持以及人力和團(tuán)隊(duì)支持。

心腦血管類疾病是我國(guó)居民首要致殘致死原因，介入手術(shù)已成為其主要治療手段，但因操作失誤或器械植入不當(dāng)可引發(fā)災(zāi)難性后果。本項(xiàng)目針對(duì)這一重大民生問題開展研究，核心技術(shù)包括：1) 基于深度學(xué)習(xí)的血管疾病醫(yī)學(xué)影像自動(dòng)分割及三維重建算法，服務(wù)于智能診斷；2) 基于生物力學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺的虛擬手術(shù)算法，服務(wù)于術(shù)前規(guī)劃；3) 基于血液動(dòng)力學(xué)的高精度算法，服務(wù)于血管疾病功能參數(shù)的分析。基于上述技術(shù)，本項(xiàng)目構(gòu)建集合智能診斷、術(shù)前規(guī)劃、術(shù)后轉(zhuǎn)歸預(yù)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的診療一體化系統(tǒng)，服務(wù)于相關(guān)疾病的智能臨床診治。

心腦血管類疾病是我國(guó)居民首要致殘致死原因，介入手術(shù)已成為其主要治療手段，但因操作失誤或器械植入不當(dāng)可引發(fā)災(zāi)難性后果。本項(xiàng)目針對(duì)這一重大民生問題開展研究，核心技術(shù)包括：1) 基于深度學(xué)習(xí)的血管疾病醫(yī)學(xué)影像自動(dòng)分割及三維重建算法，服務(wù)于智能診斷；2) 基于生物力學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺的虛擬手術(shù)算法，服務(wù)于術(shù)前規(guī)劃；3) 基于血液動(dòng)力學(xué)的高精度算法，服務(wù)于血管疾病功能參數(shù)的分析。基于上述技術(shù)，本項(xiàng)目構(gòu)建集合智能診斷、術(shù)前規(guī)劃、術(shù)后轉(zhuǎn)歸預(yù)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的診療一體化系統(tǒng)，服務(wù)于相關(guān)疾病的智能臨床診治。 圖1.主動(dòng)脈夾層智能診療系統(tǒng)

 本實(shí)用新型公開了一種血管介入止血器，包括底座和呈弧形的夾板，所述夾板的兩端對(duì)稱設(shè)置豎桿，一個(gè)豎桿通過連接座與底座鉸連接，所述底座遠(yuǎn)離連接座的一端設(shè)置固定座，另一個(gè)豎桿上滑動(dòng)套設(shè)鎖緊套，所述夾板的頂端設(shè)置通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)置活動(dòng)套管所述活動(dòng)套管的底端設(shè)置止血板，所述活動(dòng)套管的頂端設(shè)置擋塊，所述夾板對(duì)應(yīng)位于通孔的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置安裝座，所述安裝座的頂端設(shè)置連接板，所述安裝座內(nèi)設(shè)置安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)置第一彈簧。本實(shí)用新型的有益效果在于：將夾板固定于需要止血的血管、動(dòng)脈位置，止血板壓在出血處，利用第一彈簧對(duì)壓迫力度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使止血板緊壓在血管、動(dòng)脈位置，操作簡(jiǎn)便快捷，能夠快速進(jìn)行止血，提高治療效果。

血管介入手術(shù)的最大挑戰(zhàn)是人手對(duì)柔性導(dǎo)管的精確控制以及醫(yī)生在射線下工作的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)。而基于微納技術(shù)發(fā)展起來的微納機(jī)器人體積更小，無需導(dǎo)管，可以由外加磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無線控制，便于遠(yuǎn)程控制，可以到達(dá)導(dǎo)管式介入治療無法到達(dá)的部位，而且對(duì)血管傷害小。本項(xiàng)目將面向心腦血管介入治療，開發(fā)磁場(chǎng)控制的微小機(jī)器人，以進(jìn)行精準(zhǔn)治療和定向送藥。主要內(nèi)容包括：電磁場(chǎng)控制系統(tǒng)開發(fā)，微納機(jī)器人驅(qū)動(dòng)原理研究，微納機(jī)器人設(shè)計(jì)和制作，血管假體中驗(yàn)證試驗(yàn)等。目前已經(jīng)開發(fā)了磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，并與宣武醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科大夫進(jìn)行交流，制定兩種典型心腦血管疾病的治療策略。

本發(fā)明提供了一種人工血管流量調(diào)節(jié)裝置和人工血管，屬于醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的壓力流量可調(diào)性人工血管不適合應(yīng)該在嚴(yán)重的心臟畸形治療手術(shù)中的問題。本人工血管流量調(diào)節(jié)裝置包括呈桿狀的主骨架和多根長(zhǎng)度不同的束縛帶；束縛帶的兩端均與主骨架約束連接，所有束縛帶從外至內(nèi)長(zhǎng)度依次遞減；主骨架的一側(cè)面供人工血管抵靠，主骨架的另一側(cè)面上具有多個(gè)倒鉤，束縛帶的中段能掛在倒鉤上使每根束縛帶形成兩個(gè)相同口徑的束縛環(huán)。本人工血管流量調(diào)節(jié)裝置和本人工血管應(yīng)用在嚴(yán)重心臟畸形治療中，根據(jù)臨床狀況靈活地操縱人工血管流量調(diào)節(jié)裝置，保證人工血管流量適合患者的身體狀況；及時(shí)消除并發(fā)癥，達(dá)到理想分流的目的，顯著提高手術(shù)成功率。

我國(guó)每年死亡心腦血管疾病患者300萬人，血管支架是其治療的重要手段，目前臨床應(yīng)用約80萬只血管支架，市場(chǎng)約80億元，但是目前的血管支架產(chǎn)品為不銹鋼、鈷合金支架表面裝載藥物，存在晚期血栓、再發(fā)冠脈粥樣硬化等并發(fā)癥，本產(chǎn)品是可降解鎂基材料表面裝載藥物及釋放NO并同時(shí)捕獲內(nèi)皮祖細(xì)胞和誘導(dǎo)形成血管內(nèi)膜表面，是換代性產(chǎn)品。