良性前列腺增生铥激光微创手术机器人基础理论和关键技术研究
批准号:
92048204
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
240.0 万元
负责人:
刘继红
依托单位:
学科分类:
泌尿系统疾病研究新技术与新方法
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘继红
中文摘要
手术是中重度良性前列腺增生(BPH)治疗的主要方法,经尿道BPH机器人手术在国内尚为空白。本项目基于经自然腔道灵巧手术机器人技术,将BPH激光手术与机器人“测量-规划-执行”一体化技术相结合,拟构建安全高效的激光手术治疗新模式。项目围绕刚柔耦合手术机器人设计、前列腺高精测量、机器人手术规划与控制等基础理论开展研究;拟突破感控一体化前列腺手术机器人系统设计与建模,多源影像信息融合的手术区域机器人化高精重构与动态跟踪,复杂约束下的机器人激光手术规划与自律控制,“测量-规划-执行”一体化手术机器人系统集成等关键技术。通过研制刚柔耦合的连续体灵巧末端执行器,实现手术机器人在特定区域内灵巧作业;通过多传感融合的测量、基于虚拟屏障的规划与自律控制,安全、高效切除增生组织。预期建立“医师决策,机器人执行”的人机共融BPH激光手术新模式,这将对提升BPH手术治疗效率、促进手术机器人装备技术发展具有重要意义
英文摘要
Surgery is the primary treatment of moderate to severe benign prostate hyperplasia (BPH). So far, there was little research on BPH surgical robot in China. Based on the technique of natural orifice transluminal dexterous surgical robot, a safe and efficient surgical mode will be constructed in this project by combining the surgeon's laser-surgery technique with the robot's integrated technology of measurement-planning-execution. The project will focus on the design of rigid-flexible coupling surgical robot, prostate measurement with high precision, planning and control of robotic surgery, including: (1) Design and modeling of sensory-control integrated rigid-flexible coupling prostate surgical robot system; (2) Robotized high-precision reconstruction and dynamic tracking of the surgical area based on information fusion of multi-source image; (3) Robotic surgery planning and autonomic control under complex constraints; (4) Integration and applicability evaluation of the measurement-planning-execution integrated surgical robot system. The dexterous operation of the surgical robot in specific area will be realized by the development of a dexterous rigid-flexible coupling continuous end-effector; The safe and efficient removal of hyperplastic prostate tissue is expected to realize through measurement of multi-sensor fusion, virtual-barrier-based planning and autonomic control. On the basis of above research, a new laser-surgical mode for BPH with human-robot interaction will be created by “physician decision, robot execution”. It is of great significance to improve the efficiency of BPH surgery and promote the technology development of surgical robot equipment.
良性前列腺增生(BPH)是导致男性排尿障碍的最常见原因。手术是中重度良性前列腺增生(BPH)治疗的主要方法。然而,国内尚无经尿道BPH机器人手术的应用。本项目基于经自然腔道灵巧手术机器人技术,将BPH激光手术与机器人“测量-规划-执行”一体化技术相结合,旨在构建安全高效的激光手术治疗新模式。项目重点围绕刚柔耦合手术机器人设计、前列腺高精测量、机器人手术规划与控制等基础理论开展研究。根据经尿道前列腺微创切除手术的操作需求,研制并优化了刚柔耦合的组合器械。设计了一种集监控内镜、轻量型把持臂和可适应消杀需求的组合器械手件的激光手术机器人系统。项目还提出了一种新的前列腺手术区域“虚拟屏障”生成方法,并建立了声-光-磁融合的前列腺形变跟踪与手术状态监测方案。通过分层学习思路对前列腺轮廓和手术参数进行优化,并采用向量化信赖域优化器对前列腺形变进行实时弹性配准,以确保手术状态的安全可控。此外,项目提出了一种无需额外测量设备的新型手术机器人自标定方法,并使用安全约束向量场设计了引导机器人手术路径的规划方法。通过闭环坐标转换方程的线性化求解,结合安全约束和时间前馈,对手术路径进行优化,实现了准确且安全的机器人灵巧手术。动物实验结果验证了基于主从操作形式的机器人手件(器械)在进行前列腺组织铥激光汽化方面的功能,为后续自主手术功能的研究奠定了基础。综上,本项目建立了“医师决策,机器人执行”的人机共融BPH激光手术新模式,这对提高BPH手术治疗效率和推动手术机器人装备技术的发展具有重要意义。
SpCas9-NG-ES移码突变MBD2在糖尿病ED发病和治疗中的作用及其机制研究
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:52万元
-
批准年份:2022
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
平滑肌外泌体介导CRISPRi技术调控PDE5和JAK2基因治疗糖尿病ED的实验研究
-
批准号:81873831
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:57.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
SEMA4D基因突变在孤立性促性腺激素释放激素缺乏症发病中的作用及机制研究
-
批准号:81671443
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:61.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
利用条件性基因敲除小鼠模型研究JAK2激酶在糖尿病ED中的作用及机制
-
批准号:81471451
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:74.0万元
-
批准年份:2014
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
利用转基因大鼠模型研究人组织激肽释放酶1对阴茎勃起功能的影响及作用机制
-
批准号:81270690
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:70.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
PDE5和iNOS基因修饰的自体脂肪干细胞移植治疗勃起功能障碍
-
批准号:81070484
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:33.0万元
-
批准年份:2010
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
RNA激活技术治疗勃起功能障碍的实验研究
-
批准号:30872574
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:34.0万元
-
批准年份:2008
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
siRNA抑制阴茎海绵体平滑肌细胞PDE5基因表达治疗ED的研究
-
批准号:30471736
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:21.0万元
-
批准年份:2004
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
中草酸钙尿石患者尿凝血酶原F1分子异常及其机制研究
-
批准号:39970740
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:11.0万元
-
批准年份:1999
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
中药泽泻抑制尿草酸钙结石形成机理及其活性成分的研究
-
批准号:39970891
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:12.0万元
-
批准年份:1999
-
负责人:刘继红
-
依托单位:
国内基金
海外基金