阿联酋科学家研发柔性传感器，让医生在微创手术中“重获触觉”！随着越来越多手术采用微创或“钥匙孔”方式，这项技术可能会变得极其重要。它还能应用于远程手术，让医生跨越半个地球为患者动刀。纽约大学阿布扎比分校的研究人员已经申请了专利，并希望成立一家衍生公司，将这项技术商业化。通常，在微创手术中，医生会切一个小口，然后用一根细长的管子（腹腔镜）进行操作。在其他手术中，医生会用带摄像头的内窥镜探查体内并治疗疾病。相比传统开刀手术，微创手术恢复更快、疤痕更少，在疝气手术、胆囊或阑尾切除中已经非常流行。

这项创新为什么重要？

然而，纽约大学阿布扎比分校机械工程与生物工程副教授穆罕默德·卡萨梅赫博士表示，微创手术给医生的触觉反馈很少，很难判断用了多大力度。“有经验的医生能凭经验感知，但问题是新手或培训中的外科医生，”他告诉《国家报》，“我们能不能开发一种设备——腹腔镜工具、内窥镜工具，以及所有用于微创手术和机器人手术的工具——让它具备力量感应，知道我们抓了多大力？”“我们会不会伤害病人体内被夹住的组织？能不能判断组织的硬度？它是很软还是很硬？”卡萨梅赫博士和同事开发的柔性硅胶传感器，正是为了帮医生回答这些问题。传感器内部有多个充满液态金属的通道。当压力施加时，金属流动导致通道变形，从而产生触感。研究人员将传感器装在腹腔镜抓钳上：一个放在手柄上，测量医生施加的力；另一个放在钳口，测量与组织的交互。这项技术的详细内容已发表在《微系统与纳米工程》期刊上。研究第一作者、卡萨梅赫博士实验室前博士后研究员、今年1月起担任阿布扎比哈利法大学助理教授的维勒·奥斯曼博士在一份声明中说，目标是“制造既灵敏又适用于真实手术环境的传感器”。

“这种设计让我们能在同一个微小设备里测量轻柔到强大的力量，还能把传感器放在手术工具上最需要的地方，”他说。在之前的一项研究中，卡萨梅赫博士和同事买过市售传感器，但发现“不够好”。

他说，要么不够灵活（太硬），要么难以集成、不可靠，每次还得重新校准。在早期工作中，研究人员邀请外科医生用手术工具夹生肉或熟肉，让他们判断哪块软、哪块硬。结果发现，有了基本的触觉反馈，医生能更准确地判断样本的硬度——这凸显了触觉的重要性。

下一步是什么？

这项技术可以用于现有的腹腔镜工具、研究人员开发的新工具，甚至能用在高科技手术机器人上。“这些手术机器人很厉害。你可以在大脑、眼科等显微镜手术中做到超高精度。但你可能想不到，那些价值超过100万美元的手术机器人，居然没有主动反馈传感器，”卡萨梅赫博士说。“如果我们能和这些机器人公司合作，把这种集成感知能力加到他们的机器人里，那会很简单。”卡萨梅赫博士说，这项技术还能用于远程手术。这种由互联网支持的技术，能用遥控器给几千公里外的患者做手术。“在这种场景下，医生当然需要一些触感，”他说，“除了摄像头，医生还需要某种反馈。”要实现这项技术的商业化，必须提高传感器的生产速度。“我们需要大规模生产，比如每天能造出100个传感器，”卡萨梅赫博士说，“目前每个传感器要花一天时间，因为我们是纯手工制作，不是自动化或半自动化的。要进入市场，就得考虑规模化。”