医疗级电流精准控制 这个国外新成果让机器人遥感技术更进一步

随着科技的飞速进步，机器人技术已经渗透到众多领域，医学领域也不例外。在过去的十年里，机器人辅助手术几乎在每个外科专业领域都取得了显著进展。泌尿外科、妇科、心胸外科、耳鼻喉科以及普通外科等领域都已广泛应用机器人手术技术，显示出巨大的发展潜力。

机器人辅助手术通常采用的是主从配置的外科手术机器人系统。外科医生通过操纵主控制器设备，控制机械臂进行手术。这种系统能够过滤掉手部震颤，提高手术的灵活性和准确性，降低手术并发症的风险。

在面临大脑的脆弱结构或毛细血管等精细手术时，机器人的应用仍然面临挑战。稳定的手和不间断的清晰视力是手术成功的关键，而目前的医疗机器人技术尚未完全达到这一要求。尽管外科手术相机可以辅助改善手术视野，但在避免意外伤害方面仍需进一步提升技术。特别是当涉及到复杂的外科医生指导的机械手时，无法确保在接近易碎组织时完全避免意外伤害。

在使用机器人辅助手术时，外科医生也会遇到挑战。长时间使用主控制器可能会导致身体不适，手指疲劳是常见的问题。捏紧手柄虽然可以实现高精度运动，但长时间使用容易造成手部疲劳。电动手柄则更适合大力工作和大幅度运动，但在控制精度上略逊于捏紧手柄。如何在保证手术精确性的同时避免医生疲劳成为了一个亟待解决的问题。

最近，《科学报告》杂志上发表的一项新研究为解决这一问题带来了希望。德克萨斯农工大学的研究人员通过技术手段，使外科医生能够更精确地感知机械手指与接触表面的距离。通过向指尖传递小但可感知的电流嗡嗡声，用户能够感受到微妙的触觉反馈，从而更精确地控制机械手手指，使其能够轻柔地落在脆弱的组织上。这项技术将有望减少机器人辅助手术过程中的意外伤害。相关研究团队负责人Hangue Park教授表示：“我们的设计让外科医生能够直观地了解机械手指与接触表面的距离，从而更好地进行软着陆。”Park教授还指出，机器人辅助手术系统是外科医生的物理延伸，通过精确的控制和操作，可以扩大医疗服务的覆盖范围。为了精确控制机械手臂的运动轨迹和手指的位置信息传输十分重要。在实时视觉信息流的基础上增加触觉反馈是未来精准操控机器人手术的可行方式之一。除了硬件设计以外还需关注操作系统的优化以及软件算法的不断完善以确保医生能够以最小的疲劳和最大的精度进行手术操作从而为患者带来更好的治疗效果和恢复体验。总的来说机器人辅助手术技术的不断进步将极大地推动医疗领域的发展为患者带来更安全、更高效的手术治疗方案同时也为医生提供了更多的可能性与选择空间使其能够更好地服务于患者并推动医疗事业的进步与发展。基于对前沿技术的深入洞察，Park及其团队创新了一种提供独立于视觉反馈的距离信息的方式。通过运用特制的手套，这款手套装有刺激探针，能够向指尖传递不同频率的电流。研究人员发现，训练用户将电流脉冲的频率与距离进行关联后，增加电流频率便能表示测试对象的闭合距离在靠近。

相较于仅依赖显示器上关于距离的视觉信息，这种电刺激方式为用户带来了更准确的距离感知。更令人瞩目的是，他们团队的技术还允许根据用户对电流频率的敏感程度进行个性化定制。如果用户对电流频率的感知更为敏锐，那么可以通过微调电流频率的微小变化来传递距离信息，进而提高接近度估计的准确性。

经过深入的研究与试验，接受电脉冲刺激的用户表现出更高的距离感知能力。相较于仅依赖视觉信息的用户，他们更能精准地判断与物体的接近程度，接触力度降低了约70%。更令人振奋的是，通过温和的电脉冲传递邻近信息的有效性被观察到是仅视觉信息有效性的三倍。

Park表示，他们的创新技术有望显著提高手术过程中的可操作性，同时最大限度地减少意外组织损伤的风险。值得注意的是，他们的技术并不会增加外科医生在紧张手术过程中的认知负担。

Park进一步阐述：“我们的目标是提升接近度估计的精确度，同时不增加完成任务所需的认知负荷。当我们的技术准备在外科手术环境中应用时，医生将能够直观地感知机械手指与基础结构之间的距离，使他们能够更加专注于优化手术效果。”

Park对东京工业大学在《国际医学机器人与计算机辅助外科杂志》上发表的研究表示高度认同。该研究关于结合两种抓握方式的主控制器对于机器人辅助手术具有重大意义，在直观性、舒适性、精度和稳定性方面都产生了深远影响。而本次研究的电诱发近距离感觉技术更是进一步增强了对遥控机器人精细手指控制的理解，为未来高级外科手术机器人系统的发展铺平了道路。尽管还需要进一步研究和探索机械手臂操作的其他变量，但无疑，这项技术未来的潜力是巨大的，未来成本如能下降，其应用领域或将远超手术机器人领域。