掌握:机器人辅助手术的创新机械控制器设计
东京工业大学的科学家们为用于机器人手术的机械臂设计了一种新型控制器。他们的控制器结合了商用机器人系统中使用的两种不同类型的夹持，以利用两者的优势，减少外科医生的努力，并提供良好的精度。
机器人技术已经进入了许多不同的领域，医学也不例外;课本手术在过去的十年中几乎在每个外科专科都取得了巨大的进步。机器人辅助手术通常使用涉及主从配置的手术机器人系统进行，其中“主”是一个控制器外科医生用来控制机械手臂．这样的系统通过过滤手部颤抖和将手部运动缩小到更小的运动，提高了外科医生的灵活性和准确性。它们还降低了常见手术并发症的风险，如手术部位感染。
然而，机器人辅助手术也有其自身的缺点，尤其是对手术的人来说。机器人外科医生在手术过程中有时会感到身体不适，手指疲劳是常见的。这种不适与他们控制主控制器。两种类型的握把通常用于控制手术机器人:“捏握”和“动力握”。夹握法在传统手术中已经使用了几个世纪;它包括使用拇指、中指和食指来实现高精度的动作。另一方面，动力握把是用整只手抓住一个手柄，更适合用力的工作和较大的动作。
因为捏握会使手部和手指的某些肌肉紧张，所以更容易引起疲劳。虽然强力握把似乎不会引起这种不适，但它提供的好处较少精确控制．因此，在捏握带来的不适和缺乏对动力握把的精细控制之间存在权衡。幸运的是，来自东京工业大学(Tokyo Tech)的两位研究人员Solmon Jeong先生和Kotaro Tadano博士找到了一个巧妙的解决方案。一项研究发表在国际医学机器人与计算机辅助外科杂志研究人员推测，可以设计出一种结合了这两种握力的主控制器。Tadano博士解释道:“在机器人手术，两种常规夹持方式的局限性与每种夹持方式的优缺点密切相关。因此，我们想要研究一种联合的夹持方法是否可以提高机器人手术中的操作性能，因为这可以利用两种夹持类型的优点，同时弥补它们的缺点。”
在概念验证实验取得了令人满意的结果后，研究人员设计了一个具有模块化主控制器的机器人手术系统，该控制器可以调整为使用捏、动力或联合握力。该系统通过一个指向实验进行了测试，在实验中，15名参与者必须控制一个机械臂，在不接触障碍物的情况下，在最短的时间内将针尖带入目标孔。对每种握持类型进行了各种条件测试，如手臂和手掌休息的使用，手柄的使用，握持类型和捏握动作。研究结果表明，在指向实验的各个方面，包括失败次数(触摸障碍物)、所需时间和达到目标的运动总长度，组合握持在指向实验中表现更好。许多参与者还报告说，他们更喜欢结合握力的方法，而不是其他两种，因为使用这种方法更容易和舒适。
这种新的主控制器设计可能是朝着机器人辅助手术的正确方向迈出的一步。“机器人手术主控制器的操作方法在直观性、舒适性、精度和稳定性方面具有重要影响。除了实现精确的手术，舒适的操作方法可能对患者和外科医生都有潜在的好处，”Tadano博士说。虽然未来的工作还需要分析与机械臂操作有关的其他变量，但这项工作无疑为先进的手术机器人系统铺平了道路。
