用“活结”巧解外科“死结”，我国院士团队最新科研成果登上《天然》杂志封面。
该研讨由第四届“泰山奖”医疗立异奖取得者蔡秀军院士与其团队，联合杨卫院士团队共同完结，破解了微创手术“打结力度”精准拿捏的难题。
北京时间11月27日，浙江大学穿插力学中心杨卫院士团队，联合浙江大学医学院隶属邵逸夫医院蔡秀军院士团队，共同在世界尖端期刊《天然》宣布论文，立异性地提出了“Sliputure”——活结智能缝线，并成功将其使用于外科缝合。
在外科手术中，缝合伤口所打的“外科结”是一个死结，用于闭合安排。这种结一旦打牢，便很难调整。
一般而言，结打得过松，伤口或许会开裂，影响安排愈合；结打得太紧，则会形成部分血供受阻，极易导致安排缺血坏死。
长期以来，这种“松紧程度”十分大程度上依靠于主刀医师的手术经历，但因为力度缺少量化规范，存在多个不确定性。一方面，年青医师的操作或许不安稳，另一方面，关于运用手术机器人的手术，机械臂下手也“不太有轻重”。
为此，杨卫院士、蔡秀军院士团队提出了一个令人意想不到的处理思路——使用“滑结”（slipknot）来编码与传递力。
浅显来说，这一办法是在死结周围预先打个活结，当在打死结、拉紧缝合线，导致活结解开的一起，就预示着死结打结结束。
要完结这一进程，浙江大学航空航天学院穿插力学中心教授李铁风论述原理称，首要，做活结进程中要把精准的峰值力信息存在结中；其次，解开活结进程，可将力的信息传递给串联的体系中；终究，力学模型描写信息和力的传递，一起接入机器人或人的操作体系，完结死结。
其间最大的技能难点之一在于，因为打死结的力是由活结解开瞬间的力决议，因而活结有必要安稳可控且坚持力的一致性。也就是说，要保证每一个活结都能在预设的、仅有的、精准的力度下翻开。
为此，联合团队展开了一系列技能攻关，由多名来自力学、医学、数学、资料、机械、操控等多个不同学科的教师和同学进行了跨学科穿插协作。
团队经过高速摄像机和Micro-CT，捕捉到活结纤细的滑动轨道。随后经过力学建模、有限元仿真等手法发现了活结蕴藏的有序规则——解开活结的力，与编紧活结时拉紧结点的力（预紧力）、结环数量、直径、摩擦系数、模量相关。
因而仅需求改动上述参数，就可以取得对应翻开力的活结。试验显现，针对特定的活结，解开它们终究那一瞬间的力（峰值力）是高度一致的。
尔后，研讨团队重复改善，历经很多规划迭代，经过测验、收集不同年资外科医师的打结数据及纷歧样的资料、款式活结的力学目标，并使用计算机建模，预制了很多的活结，终究完结了一套“根据活结的力学传导机制”程序。
团队制造出来几百根特制缝线——它们各自带有一个不同结法的活结，解开它们的力也各不相同，完结了不同手术场景下“活结”对“死结”的准确调控。
研讨显现，在动物肠道修正手术试验中，该体系使得符合肠道既不渗漏，又不撕裂。从敞开大鼠肠道修正，到腹腔镜下活体猪肠道修正，再到机器人的操作，都取得了很好作用。
现在，使用这项技能的内镜和手术机器人，可以使相对缺少经历的外科医师在缝合打结力的准确度上提高121%，挨近乃至比美经历比较丰富的外科医师。一起，它还能赋能手术机器人，在无力传感器的情况下完结实时、牢靠的力操控。
蔡秀军院士是我国微创外科与智能医学范畴的开拓者之一，曾获第四届医学界价值医疗泰山奖—医疗立异奖。他亲自见证并推进着外科手术从大开大合到精准微创的迭代，也深入感受到当时外科医师在手术台上堕入的“力盲”窘境。
“技能在前进，但外科医师的手感却在不断消失。”蔡秀军院士表明，传统敞开手术中，医师的双手能直接感知安排软硬，精准掌控缝合力度，但价值是患者伤口大、康复慢；而在微创手术中，这种直接的力反馈大大削弱，又使得打结力度的操控十分依靠医师的个人经历。
此次研制的“活结力学传导机制”，尽管供给的处理方案原理看似原始，但却是研讨者们对其结构包含实质规则的泛化使用，纷歧定要经过传感等电子设备才能做即时判别，避免了手术操作或机器人在缺电或许断网环境中，无法精准作业的问题。
展望未来，除了运用于临床，这种不依靠杂乱电子器件构建操作的办法原理，还能满意惯例手术中的深腔环境，并有望在其他极点条件（深海、深空、深地等特种作业）和极限尺度研讨（极微观体系结构或调控）中展示使用远景。
而这也正是浙江大学“医工穿插、临床驱动”立异生态的生动缩影。“Sliputure”的成功，验证了穿插力学研讨中的“数智力学”和“Mechano-Intelligence”范式。
据了解，现在，研讨团队正在构建针对纷歧样安排的力值数据库，致力于开发适用于各类机器人手术及消化道、心血管、神经外科等高精度缝合范畴的系列产品。
1.“活结”巧解外科“死结”！蔡秀军院士团队最新科研成果登上《天然》杂志封面，
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