医疗机器人已经成为外科手术界常被谈到的话题，从关节式的臂式笨拙工业机器人，到远程操控的机器人出现，技术不断更迭，而未来单孔手术机器人系统和新型操控方式代表了新一代手术机器人的发展方向。今天我们要为你介绍的是一位欧洲医疗机器人大咖——瑞士技术科学院（SATW）院士、瑞士洛桑理工学院（EPFL）教授——Hannes Bleuler。

欧洲医疗机器人先锋：Hannes Bleuler教授

Hannes Bleuler教授就职于享誉欧洲工科领域的瑞士洛桑理工学院（EPFL），从1995年开始，就致力于机器人等方向的科学研究。在此之前，他还在东京大学做了4年的智能机电学副教授。

Bleuler曾经主导欧洲宇航局的手术机器人项目，是“欧洲蓝脑计划”的主要参与方，并曾在数十项由加拿大自然科学基金委、美国国家航空航天局（NASA）、瑞士国家科学基金委（SNSF）、欧盟第七科技框架计划（FP7）等组织的重大科研项目中作出贡献。他还是IEEE顶级期刊的审稿人，在手术机器人、触觉反馈等领域发表了不少文章，有200多篇论文被发表在Nature等国际著名杂志上，并且出版了3本著作，总计引用次数5521。

LSRO机器人系统实验室

Bleuler教授在洛桑理工学院领导了一个叫LSRO（全称The Laboratoire de Systèmes Robotiques，机器人系统实验室）的25人团队实验室，团队研究方向非常多样，包括生物医学机器人、触觉学、微型机器人、磁共振兼容设备、纳米技术等。而他们最为关键的方向是“触觉功能的医疗机器人”，研究团队对机器人动作的精准控制非常感兴趣，而这正是对精度要求极高的外科医学所需求的。

团队目前的项目也是多种多样，包括为欧洲南部天文台研制的光纤延迟线、用于铯束原子钟的静电马达等。在医学方面，LSRO曾经做过以及现在正在进行的项目有：可用于腹腔镜检查、宫腔镜检查、影像诊断学、结肠镜检查的触觉反应微创手术模拟器；功能磁共振成像兼容的触觉设备；下颌骨生成；神经外科手术的显微操纵器；并联机器人设计等。

Bleuler教授和他的团队致力于研究人机交互的机电整合系统，而在这些研究中，很大一部分都运用在了生物医学的领域，尤其是手术方面。下面我们对团队一些突出的医疗机器人技术和专利做一个介绍。

实验室有两个项目是属于欧盟第七科技框架计划（FP7）——SAFROS项目和ARAKNES项目。SAFROS项目的目标包括：柔软器官的建模和标定、发展实时三维成像显示技术、手术规划、手术模拟、手术医生训练、研发有触觉反馈和立体视觉的手术界面。ARAKNES项目的目标则是要整合传统开放式手术、微创手术以及机器人手术的优点，研发出一个能适用于各种类型的手术场景的新型手术系统，也就是说它能针对不同患者的情况，既能进行开放式手术，也能通过机器人做远程的腔内手术。

ARAKNES项目的多功能新型手术系统

经皮导管消融将成为心房颤动疾病方面一个大有前途的治疗手段。实验室研发的Maestro-AF导管则是利用“消融导管”和“护送导管”的磁性耦合来突破了当前技术的主要限制，从而更好地实现导管的连续的机械控制。Maestro-AF导管还有一个更强大的功能：可以提供机体组织的温度，从而帮助手术作出更好的决策。

LSRO实验室的此项发明已经申请了专利，并通过实验验证取得了良好的效果。

传统的导管 VS. Maestro-AF导管

核磁共振成像/功能磁共振成像系统（MRI/fMRI）已经成为脑部研究的常规手段。核磁共振兼容的机器人技术，即是将核磁共振成像扫描仪显示的大脑活动情况与触觉传感器对力的反馈相结合，通过传动器实现与人体的交互运动，可以用来研究脑部活动与人体活动的联系等。团队研发的触觉界面现已经被日本，意大利，瑞士和英国的神经学家采纳，用于研究工具操纵、动作学习方面的脑部机制。

LSRO实验室研发的神经外科综合机器人系统

有一些用机器人做过手术的医生反映，机器人手术最让他们不习惯的问题就是：缺乏手握手术刀的真实感，不能掌握切割的力度，也较难判断需要切除的组织的范围。而LSRO实验室就正在研究一种技术来解决这个问题。

Bleuler教授团队的手术模拟器是运用了大热的VR技术，可以进行手术实战教学。手术医生可以从电脑屏幕上看到器官的3D模型图像，并在操纵手术操作手柄的时候有真实的触觉反馈，就像自己拿着手术刀一样，可以感觉到通过手术器具抓到的东西，或是在切一些身体组织时感受到自己对这个组织施加的力气，并感受到它的软硬程度，由此对其性质做出判断，并实现外科器械位移的跟踪，不再担心会“错割”到手术范围以外的组织。

VR技术、触觉反馈用于机器人手术，增强真实感和判断力

团队在这套手术系统上下功夫最多的就是硬件表面的触觉反馈系统。对原始的手术工具进行仪表化、对整个手术系统加上触控系统之后的重新整合，都是相当有难度的。LSRO实验室目前已经针对结肠镜检查、宫腔镜检查、腹腔镜检查、介入性影像诊断几种场景研发了不同的触控系统。

· 结肠镜检查触觉反馈系统　根据澳洲CSIRO（联邦科学与工业研究组织）开发的结肠镜检查模拟软件来配套研发。此项专利正在等待申请通过，现已通过了瑞典外科协会的商业化认证。

· 宫腔镜检查触觉反馈系统　早在2007年，LSRO实验室研发的宫腔镜检查触觉反馈系统就已经向市场推出了其项目副产品：VirtaMed AG。

· 腹腔镜检查触觉反馈系统　从上世纪90年代开始，实验室就对腹腔镜手术设计了用于教学模拟的“VR雏形”，在研究过程中，Bleuler教授联合创办了致力于模拟腹腔镜手术的Xitact SA公司，后被Mentice AB收购。

· 介入性影像诊断模拟系统　介入性影像诊断的先期，需要用手术的手段将管状仪器植入病人的血管系统，这个植入的手术过程对医生的技术精度要求相当的高，而LSRO实验室正是看到了这一点，研发了一个针对介入性影像手术的触控反馈系统环境，可供医生进行多次模拟练习。

单凭以上篇幅的介绍，并不足以让你全面细致地了解Hannes Bleuler教授及其领导的LSRO实验室。他们在医疗机器人上做出的贡献，以及这个领域一些最前沿的技术，只有Bleuler教授来亲自讲解才能达到最佳效果。

10月29日-30日，世界医疗机器人协会主办的世界医疗机器人大会将在深圳隆重召开，动脉网作为唯一战略合作媒体，将对大会进行全程报道。Hannes Bleuler教授作为本次大会发起人之一，届时将亲临现场做关于医疗机器人的主题报告，把欧洲医疗机器人的先进技术与研究成果与大家分享。

会议地点：中国·深圳

会议时间：2016年10月29日～30日

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