三校教授合作研发一种磁性微纤维机器人！

近期，华中科技大学臧剑锋教授、陶光明教授、上海交通大学的杨广中院士以及中国科学技术大学王柳教授合作设计了一种磁控微纤维机器人，并发表于《科学·机器人》（Science系列期刊，Science Robotics），题为《用于机器人化血管栓塞的磁性柔性微纤维机器人》（Magnetic soft microfiberbots for robotic embolization）。

据了解，该机器人是由热拉伸并磁化处理的硬磁软复合材料制成的螺旋状微纤维。由于具有独特的螺旋磁化特性，该机器人能够进行独立于外部磁场控制的变形和运动，实现高速逆血流移动和多个微纤维机器人的独立控制。

研究团队在离体多分叉血管模型和活体兔股动脉血管模型的实验，进一步证明了其在血管导航和栓塞方面的可行性和高效性，为微创血管栓塞治疗提供了新的视角。

传统血管介入手术需在X射线下进行，术者需穿铅衣防护，但铅衣无法全面保护，易致医生疲劳，影响手术质量。此外，传统手术依赖人手操作，易现误差，规范化程度低，需多年培训。因此，对血管腔内介入手术机器人的需求十分迫切。

截至目前，关于血管介入机器人介入的研究主要有2大类，即操控特殊血管腔内介入器具和操控通用商品化血管腔内介入器具。

前者主要利用磁控（磁导航）或特殊的介入器械完成。因为磁化微型机器人的体积很小，并且能够以微创的方式进入难以到达的病变，所以磁化微型机器人成为一个医疗研发热点。

2022年，麻省理工学院机械工程系副教授赵选贺开发了一套磁控远程神经血管介入手术机器人系统，它能够在人体脑血管等狭窄弯曲的通道中穿行自如，这将有助于逆转脑血管阻塞，避免造成永久性脑损伤。

2023年，中国科学院深圳先进技术研究院智能仿生中心团队和深圳大学附属华南医院神经外科团队合作，提出了一种具有磁驱动主动转向和自主推进能力的磁性介入导丝机器人系统，医生可远程操控磁性导丝在复杂的血管分叉处快速选择正确路径并到达目标部位，有效减少辐射暴露。

同时，瑞士苏黎世联邦理工学院、苏黎世大学和阿劳州医院的研究人员开发了一种螺钉状机器人，，应用外部磁铁可使这种机器人旋转，推动自身前进，用于治疗中风后的病人。

后者则与人工智能技术、互联网和大数据的结合与人工智能技术、互联网和大数据相结合，实现术中实时标定、配准和导航。如Cathworks Ltd（Kfar-Saba，以色列）基于血管造影的分数流储备，在介入手术中，使用计算机视觉和三维重建技术，计算流体动力学允许开发无线算法。

手术机器人旨在克服人体生理限制，在精准手术中发挥越来越重要的作用，通常用于在手术过程中为医生提供辅助。其中血管介入机器人更是该领域的一个新增长，是一个巨大的趋势。

行业巨头纷纷进场，如西门子途灵研发的CorPath GRX的血管介入手术机器人，受全球唯一同时取得CE认证和FDA认证；强生的Sensei X2取得FDA批准。

在国内市场，血管机器人的研发与推广也进行得如火如荼。由北京天坛医院李佑祥教授临床研究团队联合北京理工大学研发的“鲁班”微创血管介入手术机器，能同时完成造影和治疗操作，2019年，该手术机器人系统成功实施了国内首例脑血管临床试验。

2021年，唯迈医疗研发的ETcath血管介入机器人在首都医科大学附属安贞医院完成首例PCI手术，技术上，该介入手术机器人实现了高精度导管导丝仿生学推送、导丝触觉感知、多类型导管控制、3s无菌盒快拆等血管介入手术机器人的关键技术突破。

2022年3月5日，奥朋医疗旗下血管腔内介入手术机器人ALLVAS™在中国海军军医大学附属长海医院心内科张必利教授团队的操作下，成功完成一例通用型机器人辅助全流程冠脉（PCI）手术。

相比以上几种血管介入机器人，华中科大/中科大/上交大研发的介入机器人系统基于磁控技术，或是未来研究方向之一。目前可在血管内自由穿梭的微型机器人研发项目层出不穷，未来还有更多更多突破。