​深圳先进技术研究院发布磁控连续体微型手术机器人用于血管介入手术

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近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所智能仿生中心团队和深圳大学附属华南医院神经外科团队合作，对外发布了一种具有磁驱动主动转向和自主推进能力的磁性介入导丝机器人系统。该系列研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金（优青，联合重点）、广东省粤深联合重点、中科院青促会、深圳市重点等科技项目资助。

此次磁控连续体微型手术机器人相关研究成果发表在智能系统领域权威期刊AdvancedIntelligent Systems（JCR一区，影响因子：7.4）。智能仿生中心徐天添课题组博士研究生付仕雄为第一作者，深圳先进院徐天添研究员和深大华南医院杜世伟主任医师为通讯作者。

项目团队提出了一种具有磁驱动主动转向和自主推进能力的磁性介入导丝机器人系统，可以协助医生远程操控，或替代医生自动化控制，能有效减少医生的辐射暴露和支援偏远地区。对治疗各种脑血管疾病的神经介入手术实现普惠医疗有着非凡的意义，能解决基层主治医生和医疗资源紧缺等行业难题。

磁控连续体微型手术机器人具体为在导丝的尖端连接一段磁性水凝胶材料，使医用介入导丝具有磁响应，可在外部磁场的驱动下灵活转向，并通过影像系统反馈位置，组成磁控连续体微型手术机器人。

在连续体微型手术机器人的两大难点：导丝前端软性材料变形和远程控制上，团队都取得了突破。

团队提出了磁性导丝的建模方法与轨迹规划方法，为磁性导丝的自动控制奠定基础。结合偶极子模型和Cosserat-rod模型，建立了连续体力学模型预测导丝尖端的变形，并开发了轨迹规划算法，根据血管的路径推断外部驱动磁铁的位置轨迹和推进器速度实现自主控制。

磁驱动介入导丝的在DSA影像引导下的远程操控

团队也实现了介入导丝的远程控制。介入医生在操作间外，在DSA影像的实时引导下远程控制磁性导丝，通过血管模型的右侧内颈动脉到达目标位置，用时大约为2分钟。未来，科研团队将继续研究磁控导丝机器人系统的智能控制，帮助医生更高效、安全地完成介入手术。