铂力特技术助力微创脑手术柔性机器人研发

来源：铂力特

“我们认为金属3D打印是机器人系统中先端结构件的唯一的低成本、高精度生产方式。”—— 中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心的工程师。

2022年12月，由铂力特支持中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心（以下简称“创新中心”）研制的微创脑手术柔性机器人系统MicroNeuro获得了首届中银香港科技创新奖。MicroNeuro系统将手术大模型与机器人相结合，将有效帮助医生减少精神高度紧张的干扰、较精准抵达大脑深处顺利完成脑手术，同时减少脑组织损伤。铂力特为这项系统的研发提供了金属增材制造技术支持。

               

MicroNeuro微创脑手术柔性机器人系统：（a）预临床实验现场；（b）柔性机器人

为什么需要MicroNeuro微创脑手术柔性机器人系统？

脑部作为人体最为复杂和重要的器官之一，控制着人体的各项生理和心理活动，脑部手术十分复杂、风险极高，需要精密的手术设备和高度专业化的医疗团队。

由中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心执行主任刘宏斌及香港中文大学医学院神经外科陈达明团队联合研发的MicroNeuro系统融合了多级柔性内镜、高精准控制、增强现实手术导航与AI大模型等最新技术，解决了脑组织脆弱、空间狭小、手术操作困难等挑战，致力突破人类手-眼-脑操作的极限。使用MicroNeuro系统，医生只需在颅骨上钻一个小孔，便可操作柔性机械臂安全地抵达大脑深处进行精准的手术，同时大幅减少对脑组织的损伤。

为什么选择金属3D打印技术？

铂力特协助MicroNeuro项目组研发的这款先端结构件，结构小巧精致，最小的结构只有0.15mm壁厚。传统加工存在难定位、难加工、易变形等问题。金属3D打印在保证精细结构成形的同时，加工效率也很高。3D打印可以显著缩短零件的研发时间、降低材料成本、提高材料利用率，高效又环保。

而创新中心的工程师提到，“用在脑手术机器人工具的先端结构件，用于固定安装图像单元、照明单元、器械通道等部件。此外，我们也在外径仅3mm的内镜中加入了力感知功能，所使用的光纤也需要固定到先端上。未来，我们可能还需要在这个结构件上集成如冲洗镜头、抽吸气等异形通道。因此，我们认为金属3D打印是这类零件的唯一的低成本、高精度生产方式。”

铂力特为MicroNeuro带来的无限可能

先端结构件是用SUS 316L不锈钢材料3D打印而成，使用BLT-A160D设备，5小时可满版打印1190件；得益于铂力特设备的稳定性，不同设备不同批次满版打印后的产品质量一致，批产效率高、质量好。

该零件的成形工艺路线是3D打印＋抛光工艺，铂力特产品团队实现了零件的细节成形，又通过抛光后处理保证对于零件表面的粗糙度要求，良率稳定。

在研发阶段，铂力特产品团队基于用户需求，帮助用户实现了精细结构的快速验证；在批量生产方面，团队发挥高效率与低成本的优势，按期交付了一致性强，质量稳定的先端结构零件。


“铂力特为我们提供了优质的金属3D服务，协助我们研发了柔性内窥镜先端零件、多腔刚性外鞘内镜、异性导水管多种关键部件。结合铂力特的技术让脑手术机器人的设计更加便捷灵活、结构紧凑，彻底解决了微型医疗器械加工难度高、设计受限、生产效率低等难题。打印出的金属零件精确度极高，表面处理精美，且强度和耐用性都非常理想。这些零件的质量直接提升了我们的研发效率和最终产品的性能。我们与铂力特保持着长期友好的合作，铂力特团队在应对我们的需求和疑问方面表现出了既专业又细心的态度，助力脑手术机器人的研发。未来我们希望可以继续讲金属3D打印技术推广到我们其他课题研究上，与铂力特开展更加紧密的合作。”

关于中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心：中国科学院香港创新研究院是中国科学院在港设立的首个国家级新型研发机构。2019年在港正式注册，下设两个创新中心。其中，人工智能与机器人创新中心 (https://www.cair-cas.org.hk) 依托中国科学院自动化研究所(CASIA)建设，围绕新一代人工智能基础理论、面向健康的智能技术、新型人机交互技术与设备、人工智能开放平台技术等开展国际前沿研究工作。其目标是打造香港人工智能国家队品牌，吸引国际高端人才，建设人工智能与机器人在医疗科技，生命健康等创新应用的国际创新高地。

本文部分内容取自：《中国科学院香港院AIR中心成果首次亮相WAIC世界人工智能大会》
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