機器人在腹腔裡大展身手

香港新創公司 NISI (HK) Limited 目前正在開發一款微型手術機器人，可透過身體自然孔插入並在腹腔內展開進行手術。為了達到這個目標，工程師們不斷嘗試將組件的潛能推向極限，甚至超越極限。

微創手術領域的開拓性機器人

驚人的新發展正在醫療技術界引起撼動。尤其是手術機器人領域正經歷著重大變化。2018 年夏季，總部位於香港的新創公司 NISI 宣布已成功在活豬身上完成了一系列的婦科手術。這乍聽之下並未有任何稀奇之處，但所採用的創新技術的確令人矚目——外科醫師將一個小型機器人從直腸插入進行手術。根據這家公司所稱，這在醫學歷史上是全球首見。

NISI 公司成立於 2012 年，並與香港大學和劍橋大學合作開發出一套機器人系統，用於執行複雜的腹部和骨盤微創手術，並且不會留下明顯疤痕。NISI 公司的 Corinna Ockenfeld 博士表示：「我們希望成為非侵入性外科機器人領域的全球領先專家。」這些於 2018 年夏季成功執行的手術為這家新創公司帶來了強大動力。第一批以人類為對象的手術預計在 2021 年執行。

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高科技外科手術系統

NISI 創新科外系統的背後理念為：外科機器人經由自然孔插入體內，通常是肛門或陰道。在體內則只需一個微小切口，便能讓多個機器人儀器進入腹腔內部。目前的系統需要數個切口，每一個儀器各自使用一個。因此，這項新技術將有助於減少傷口失血量、降低併發症機率、縮短患者恢復時間，且不會有明顯疤痕。

機器人本身配備兩隻小巧的機械手，可以在腹腔內部展開，並由外科醫師在控制面板上操作。兩隻機械臂均由 maxon 微型馬達直接控制，並擁有多達 8 個自由度。系統也配備高解析度的 2D 和 3D 攝影鏡頭，能夠回饋手感，讓外科醫師能夠同步感覺到另一端的手術情形，因此能夠更精確地施行手術。

電動元件的品質是關鍵

要將外科機器人技術提升至更高境界，除了需要傑出的技術人員和工程師之外，品質組件也是一大關鍵。因此，NISI 正在測試各種概念和元件組合。Corinna Ockenfeld 表示：「我們希望不斷擴展機器人醫療技術的極限。」在馬達方面，這將需要非常小的尺寸和極高的功率密度。「我們持續與 maxon 密切合作，每週都會進行資訊交流。我們真的很感謝過去幾年來我們所得到的協助。與 maxon 合作對雙方來說都極具成效且很有價值。」 

NISI 的外科機器人系統原型目前採用多款 EC 系列的無刷 DC 馬達，直徑為 4～8 公釐不等，並都搭配合適的減速機。雙方都將其精密驅動裝置推向極限，有時甚至會讓驅動裝置超出額定規格工作。然而，BLDC 馬達是為應用的具體需求訂製而成。它們需要高功率密度、且必須滿足嚴格的品質標準，並且必須完善密封以防止體液滲入。未來，這些驅動模組也將具備生物相容性。

接下來的步驟將是進一步縮小整套系統的尺寸，提升馬達的動力性能，以及擴大機器人的工作範圍。「我們注重每一個細節，以創新方式解決問題。」Corinna Ockenfeld 博士如此解釋。一步一步地，NISI 的目標是實現不殘留疤痕的非入侵式手術，且離此目標已愈來愈近。