第327話:以後的外科醫師,也得要會打電動?

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前不久發生一起醫療事件:一位懷孕中的準媽咪,在澎湖旅遊時半夜突然頭痛、頭暈,先生發現她臉有點「歪掉」(物理),而且連坐都坐不穩,覺得情況不對,立刻送到部立澎湖醫院。醫師判斷是中風,大腦發生血栓,但是因為她懷孕20週,不敢打血栓溶解劑,怕會發生出血造成流產,於是派直昇機將她送到高雄長庚醫院。

在長庚醫生使用導管與探針,從大腿的血管進入,透過循環系統把探針送到腦部,將血栓清除。這雖然是處理腦血管疾病的標準處置方式之一,不過特別的是,這位媽媽因為怕影響胎兒,所以沒有做全身麻醉,在清醒的狀況下完成了這個手術。

媽媽真的很偉大!

腦血管疾病是國人第四大死因,每年都有一萬多人死於中風。主要的腦血管疾病有兩種:血管瘤破裂(出血型)以及血栓(阻塞型)。目前的處置方式就如前所述,是用導管+探針,如果是有血管瘤可以做個血管支架,或是將探針頭扭成一個線團把血管瘤塞滿;如果是血栓的話,就用探針打通,再用等管注入藥物將血栓溶解。手術的過程中,必須以X光攝影來監測腦血管系統以及導管、探針的動態。

由於大腦只要開始缺氧,短短幾分鐘就可能會有腦細胞開始死亡而造成永久的後遺症,所以這種處置可說是分秒必爭,但是如果是發生在醫療資源不足的地方,往往可能造成延誤。

MIT與哈佛大學,開發了用「搖桿」來遠距操縱的「磁性機器人」,利用一隻七軸機械手臂前端的釹鐵硼強力磁鐵,來牽引血管內探針的彎折角度方向;以及兩個馬達來控制導管與探針的前進與後退。

MIT與哈佛開發的遠距磁性醫療機器人系統(來源:Science Robotics)

MIT與哈佛開發的遠距磁性醫療機器人系統(來源:Science Robotics)

搖桿的長相真的跟打電動用的搖桿一樣,可以前後左右移動,加上一個旋鈕可以順時鐘、逆時鐘轉,所以總共有六個操控自由度,用來控制機械手臂磁鐵的位置、距離與角度;另外有四個按鈕來控制導管與探針的進退。

磁性機器人與導管、探針馬達系統;B、C:操作用的搖桿。(來源:Science Robotics)

磁性機器人與導管、探針馬達系統;B、C:操作用的搖桿。(來源:Science Robotics)

研究團隊建造了一個精巧的腦血管塑膠模型,找了一位有四年經驗的腦血管外科醫師,先用現行的「手動」方式,模擬真實手術狀況,將導管從假人大腿送到預先設定的「患部」,操作 10 次的平均所需時間是 63.7 ± 22.4 秒。接著讓這位醫師接受操作遠距「磁性機器人」的訓練,然後用這套系統也做 10 次,平均時間大幅縮短到 42.9 ± 10.5 秒。

測試用的腦血管模型以及操作狀況(來源:Science Robotics)

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不只速度變快,動作的正確性(過程中探針沒有往醫師想去的方向走)也大幅提昇,從第三次以後,機器人就完全沒有犯錯了。手動的話是很難避免的,因為從病人體外那一頭去拉扯探針,要讓病人體內那一頭乖乖聽話,不是那麼容易的事…大家想像一下那種伸進洗臉水槽S形排水管勾頭髮通水管的鐵絲就知道了。

讀者可能會認為,人體模型君是死的,活體的話即使全身麻醉了,心跳、血流、呼吸都還在,難度一定更高,所以研究團隊也抓了一隻豬來做實驗,證明在活體也是可行的。

以後即使偏鄉專業的醫療人員不足,只要配備這套系統,就可以由醫學中心的醫師來進行遠距手術了。當然機器可能不便宜,不過還是比配置常駐醫師便宜多了。還有個好處,本來醫師站在病人床邊,免不了會接受一些X光的輻射劑量,遠距操作的話,就少了這層風險。

最後,這位外科醫師的機器人操作訓練花了多久的時間呢?不到一小時!因為只要學會用搖桿就好了,跟在打電動一樣!

事實上,以前也有個研究,以腹腔鏡手術而言,每週至少玩三小時電視遊樂器的外科醫師,比起不玩 GAME 的醫師,速度快了 27%,錯誤率少了 37%。

以後醫學系可能要加考「打電動」的術科…

要當外科醫師,先來練個「高橋名人一秒16連發」吧!(來源:高橋名人の冒險島Ⓒハドソン)

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這個研究,發表於 2022/04/13 的「Science Robotics」。

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MIT新聞稿(2022/04/013):https://news.mit.edu/2022/robot-stroke-treatment-remote-0413

Science Robitics論文(2022/04/13):https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abg9907

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以中二魂介紹最新的科學與科技發展,幫你讀剛出爐的最新學術期刊論文,若宅味過重敬請原諒!
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