浙江大学巧用活结解决机器人手术中的“力盲”问题_热点

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2025-11-30 18:51:47

（来源：科普中国）

转自：科普中国

浙江大学科研团队经过多学科交叉研究，阐明了“基于活结的力学传导机制”，并创新性提出活结智能缝线，成功将其应用于外科手术缝合，并有望指导其他机器人和智能结构设计。相关成果于 11 月 27 日在国际顶级学术期刊《自然》上以封面文章形式发表。

外科手术正逐步迈向机器人时代，但一个现实难题摆在医生面前：外科医生在机器人辅助下获得高清视野和更强稳定性的同时，却无法获得触觉反馈，尤其在机器人缝合打结时可能存在“力盲”，打结过紧会导致组织缺血坏死、甚至缝线断裂，过松则可能引发渗漏。

中国科学院院士、浙江大学航空航天学院交叉力学中心主任杨卫团队和中国科学院院士、浙江大学医学院附属邵逸夫医院院长蔡秀军团队，历时三年跨学科攻关，在手术缝线上用一个巧妙的“活结”，精准控制关乎手术成功与否的“死结”。

“如果把一个活结和一个死结串联在同一条缝线上，它们就能共享拉力。”浙江大学航空航天学院交叉力学中心教授李铁风介绍说，想象一下，当医生拉紧缝线时，活结的结点被解开瞬间所产生的、一个预设好的精准峰值力，会通过绳子瞬间传送给另一头的死结，活结打开的一刻就是告诉系统：“力度已到位，死结请在此刻锁定！”

来自力学、医学、数学、材料、机械、控制等不同学科的老师和同学通力合作，在跨学科思维的碰撞与磨合中，研究团队历经上千次设计迭代，完成了“基于活结的力学传导机制”的程序，并将这一力学“密码”稳定地“编织”进外科缝线中，研发出活结智能缝线，实现“活结”对“死结”的精准赋能。

目前，研究团队正在构建针对不同组织的力值数据库，开发适用于消化道、心血管、神经外科等领域的机器人手术高精度缝合系列产品。