【可转弯超声刀】技术——科技部国家重点研发计划重大突破

近日,由深圳市世格赛思医疗科技有限公司牵头承担的科技部国家重点研发计划项目取得了突破性进展。经过多年的潜心研发,课题组全面达成了各项技术指标,成功攻克了可转弯超声刀的技术难题,成为全球首个全面掌握该技术并实现实际应用的团队。

“在现代外科手术向微创化、精准化发展的进程中,超声手术刀凭借其独特的高频振动切割原理,实现了组织蛋白的瞬时分解与血管同步凝闭的完美结合。相较于传统电刀的电流灼烧或机械剪刀的物理切割,这项创新技术可将术中出血量大幅降低,减少术后并发症的发生概率,在普外、肝胆、妇科等多个外科领域得到广泛应用。特别是在腹腔镜、机器人手术等微创技术的推动下,超声刀已成为现代外科手术不可或缺的高端医疗器械之一。”

▍技术痛点:催生创新需求

传统超声刀虽具有显著优势,但其刀头的“单维度”操作模式在复杂手术场景中日益显现局限性。在狭小术野操作时,为达到最佳手术效果,医生需频繁调整器械角度,这一过程增加了操作难度,更导致了手术时间的延长。此外,现有设备与智能手术机器人系统的适配度不足,制约了智能化医疗领域的深度发展。

为解决这些局限性,行业亟需一种具备多自由度运动能力的超声手术刀,以提供更大的操作灵活性,提高医生的精细化操作水平,并进一步拓展其在不同临床手术中的应用。

▍破局之道:多自由度超声刀系统

多自由度超声刀是一种全新的超声手术刀形态,它在传统超声刀的基础上增加了刀头弯转能力,让医生能够根据手术需求调整切割角度,在狭窄或复杂的解剖区域内更灵活地操作,从而大幅优化手术路径,减少医生的操作负担,提高手术效率,最终带来更好的患者治疗效果。

刀头的偏转和俯仰最大夹角可达90°

( 在不同手术角度下有较好的灵活性和稳定性 )

由于结构发生变化,原有的超声能量传输方案难以直接适配。因此,如何在实现刀头多自由度运动的同时,确保超声能量的高效传输,维持稳定的切割与凝闭效果,仍然是研发过程中需要攻克的核心问题。

尽管市面上有多家公司提出相关概念设计,但迄今为止,仍未见有同类产品商业化。

▍世格赛思:首次牵头承担科技部国家重点研发计划项目

深圳市世格赛思医疗科技有限公司,凭借其在高端医疗器械研发领域的坚实基础和创新实力,成功赢得了国家重点研发计划“诊疗装备与生物医用材料”专项的青睐,牵头承担“全电动多自由度智能超声手术刀系统研发”项目。此举旨在推进多自由度超声刀技术的进步,突破关键技术瓶颈,开拓创新性的临床应用领域。

▍核心突破:三大技术难题

世格赛思承担的“全电动多自由度智能超声手术刀系统研发”项目,致力于跨越传统超声刀的技术限制,开创一款集高灵活性、高精度、高稳定性于一身的新一代超声手术刀。该项目的核心目标是实现刀头的全方位多自由度运动,使其能够游刃有余地应对各种复杂的手术场景,同时确保超声能量的高效、稳定传输,从而大幅提升手术的精确度和安全性。为了实现核心技术指标,团队需要提高压电陶瓷材料的能量转换效率,提高超声换能器的能量转换效率,控制整体的工作温度,为了满足临床应用还需要降低换能器及刀头的长度和直径等等。截至目前,该项目已取得突破性性进展。世格赛思在解决多项核心技术难题方面取得了重大突破,并成功研制出了具备多自由度功能的第二代样机。这一成果不仅将前沿技术概念转化为可供临床应用的实际产品,也为相关技术的后续发展提供了宝贵的实践经验。

▍实验验证:推动临床应用进程

近日,世格赛思的多自由度超声手术刀已在上海交通大学医学院附属瑞金医院成功进行了动物离体实验。实验结果显示,该设备能够稳定输出超声能量,并在多个角度下实现精准切割与高效凝闭,证明其在临床应用中的可行性与稳定性。

通过此次实验,团队进一步优化了刀头的运动控制系统,提高了转弯结构的灵活度,减少机械结构设计带来的转弯端长度,并验证了其在微创手术中的实用价值。这一重要进展为下一阶段的临床试验奠定了坚实基础。世格赛思希望通过这一探索性成果,为行业带来新的思路与启示,助力技术的进一步创新和完善。

▍未来展望:创新引领智能医疗装备发展

多自由度超声刀的研发,是超声手术刀技术发展的重大突破。随着世格赛思“全电动多自由度智能超声手术刀系统研发”项目的不断深入,一幅幅崭新的手术画面正逐渐展现在世人面前。从概念设计到实物原型,从不可能到变为可能,每一步都凝聚着世格赛思团队的心血与智慧。

未来,世格赛思的超声刀技术将逐步拓展至与手术机器人系统的无缝集成。这将实现手术过程中超声刀与机器人臂的高度协同,进一步提升手术的精度和自动化水平。手术机器人能够在操作过程中提供稳定、精确的支持,而多自由度超声刀则能在高自由度的运动范围内完成复杂的切割和凝闭任务,特别是在狭窄或复杂的解剖结构中,能够提供更为灵活的操作选择。

与此同时,世格赛思还在进一步优化产品设计,努力将超声刀的转弯段缩小,提升设备在狭窄空间中的灵活性,在第三代样机中,团队已将转弯段缩短为第二代样机的一半以下。这一创新将使其能够适应更复杂的手术需求,在高精度、高难度的微创手术中,发挥更大作用。

▍关于世格赛思 

世格赛思专注于微创外科核心技术及其创新应用,建立了医用金属材料、高分子材料和人工智能算法三大技术平台,开发了外科器械和外科耗材两大产品线。公司成功解决了医用高性能钛合金材料、高性能压电陶瓷材料以及人工智能超声发生器算法等关键技术难题,推出了智能超声手术系统及多个植介入外科创新耗材。
目前,公司牵头承担了国家科技部重点研发计划和深圳市技术攻关重点项目,发表了两篇国际高水平学术论文,并申请了140余项国内外专利。我们秉持着改善人们的健康与生活质量的愿景,坚持立足临床,赋能医生,造福患者,致力于为国家医疗事业做出积极贡献。