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基于光纤传感的医疗机器人微创治疗用可调弯穿刺针研究

申报人:马进 申报日期:2023-02-24

基本情况

第二十七期“上海交通大学大学生创新实践计划”
基于光纤传感的医疗机器人微创治疗用可调弯穿刺针研究
创新训练项目
工学
仪器类
创新类
电子信息与电气工程学院
马进
指导教师
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面向人工智能理论在医学、航天、汽车等行业中的应用需求,围绕“智能决策”、“智能设计”和“智能装备”,近1年来:主持国家自然科学基金1项;主持上海市浦江人才计划A类项目1项;上海交通大学新进教师计划项目1项;上海交通大学多学科交叉培育项目1项;内蒙古附属医院医工交叉课题1项,参与国家自然科学基金重点课题2项.等
本课题为导师科研课题的子课题内容,导师目前承担多项相关省部级课题,为本课题的先进性、创新性提供了理论保障。同时依托所在的医学精密工程及微系统实验室及上海交通大学附属胸科医院,面向参与学生开放本课题所需的各种资源。同时配套经费3万元,用于学生的各项学术交流及日常科研支出。

胸部恶性肿瘤人群的声带功能障碍是多因素的,可能是由于:颈部或胸部的医源性迷走神经或喉返神经损伤;胸腔或颈腔肿瘤的神经压迫。由于声音限制,运动耐力下降和误吸而降低生活质量。在过去的几十年中,许多患有真正的声带麻痹和误吸的癌症患者被迫接受永久气管切开术和/或肠饲管手术。肿瘤人群中的喉功能不全很常见,注射喉成形术的发展为患者提供了一种微创的声带康复方法,其具有成本低廉、操作简便、疗效显著的特点,广泛适用于声门闭合不全、单侧声带麻痹、疤痕性声带、声带良性肿瘤切除后遗留的缺损、喉上神经喉返神经联合瘫痪等的治疗。在美国采用透明质酸注射声带,用于食管癌,肺癌术后喉返神经损伤后的声带麻痹的修复。如果是永久性损伤,采用Radiesse注射,效果肯定。国内开展医院较少,多采用皮肤上切口取脂肪组织后注射,该方法容易造成额外创伤,并且使用不方便。现有研究主要集中在狭小空间内穿刺装置或技术研究,但未能充分穿刺注射装置在消化道内运动的可靠性、组织安全性和运动柔顺性问题,即穿刺深度、多点穿刺和穿刺针头姿态调整等,导致传统的穿刺方法存在以下问题1注射针操作易损伤周围组织。2由于需要全麻气管插管,导致注射针定位困难,医疗费用较高,未来希望能在局麻下门诊完成治疗。3目前穿刺针为反复消毒,易污染。

为此,本课题拟研究基于深度感知的声带康复微创治疗光动力多点穿刺注射装置,其具有以下特点:1)声带组织穿刺过程中,穿刺针尖会经历不同材料特性的软组织,受到复杂变化的作用力,通过穿刺针尖布置的光纤传感器,感知穿刺深度,经解调确定穿刺深度/穿刺角度;2)穿刺针头前端能够经由光纤控制形状记忆合金实现在光动力作用下的单向偏转,便于执行穿刺动作,实现穿刺注射针针头的姿态调整

选题成员

0

指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 马进 登录状态下查看 电子信息与电气工程学院 第一指导教师

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结束