具超音波智慧偵測之協同式機械手臂輔助針切片系統

針穿刺切片常被用於疾病診斷和腫瘤切除，在許多方面已經看到其臨床需求。首先，文獻中已回報術中與術後相關併發症的機率，例如疼痛，出血和血腫。其次，由於缺乏適當的訓練方式與教材，實習醫生和年輕住院醫生在操作針穿刺時常顯現出較低落的自信和經驗。第三，臨床端有明確需求，希望以直觀的三維空間導引方式來取代目前二維超音波圖像，進而協助醫師更精確地進行穿刺。本研究計畫提出一個構想，將協同式機器人和智慧超音波偵測技術結合到針穿刺切片程序中，將開發出一套以導引和訓練為目的之整合系統。此系統分為三個模組，包括協同式機器手臂穿刺針，高度擬真的組織假體和基於超音波技術的智慧偵測。計畫第一年將專注於將各種切片針設計整合至協同式機器手臂，經由對於切削力，組織損傷和目標位移的最小化研究，將能夠協助醫療人員找到最佳的針穿刺方案，以降低疼痛和併發症的風險。計畫第二年將開發出具有可調物理特性的軟組織假體，其被設計為多層式結構以提供貼近真實的觸覺回饋和超音波影像。第三年的目標是實現基於超音波的腫瘤識別和物理特性的檢測技術，以在操作針穿刺時提供三維定位導引，並輔助治療決策。以上三個模組可各自作為一獨立運行之新技術來開發，且最終可合成一個完整的解決方案，應用於各種使用針穿刺的醫療程序中。