在例如脑部肿瘤的神经内窥镜手术期间，通常通过比其他内窥镜手术窄的手术空间的特征通过内窥镜的目视检查来确定。但是，当发生出血时，手术部位被血液覆盖，破坏了可视化。外科医生可能打算切除出血最少的肿瘤，但会无意间切开无法通过肉眼确认的肿瘤血管。因此，鉴定脑肿瘤切除过程中血管的存在至关重要。迄今为止，许多研究已经开发出检测隐形血管的方法。但是，此类方法的进一步开发至关重要。

在腹腔镜手术中，可以使用力/触觉反馈系统检测血管。然而，在神经外科中，由于目标血管的厚度与腹腔镜手术中的厚度不同，因此难以使用现有的力/触觉反馈方法来检测血管。另外，在神经内窥镜下切除脑肿瘤期间，由于手术空间非常狭窄，即使出血很少，手术部位也经常被血液覆盖。

结果

金泽大学机械工程和医学领域的科学家已经合作开发了一种检测肿瘤内部血管的方法，这些方法在视觉上是无法检测到的。他们之前开发了带有力反馈系统的外科手术机器人操纵器，并演示了该系统在神经外科中的优势。然而，如上所述，在神经外科手术中使用现有的力/触觉反馈系统来检测血管是困难的。

在这项研究中，他们开发了一种新颖的血管检测方法，该方法使用在操作段带有力传感器的主从外科手术机器人系统1)。该方法基于抓握力来检测血液脉动。

如果肿瘤中有细动脉，则应通过向抓具施加适当的力传感器来检测这种动脉的搏动。然而，由于肿瘤的硬度变化很大，因此这种脉动感测系统应适用于软性肿瘤和硬性肿瘤。另外，由于动脉搏动远小于肿瘤抓握力，因此这种传感器系统必须能够在夹持肿瘤的同时检测甚至很小的力变化，并具有足够的响应时间来检测搏动。

在本研究中，已开发出直径为3 mm的抓爪，如图1左所示。夹持器中集成的力传感器检测并记录肿瘤中动脉的搏动以及夹持器夹持肿瘤时的夹持力。由于人的脉动约为每分钟70次，因此将力测量的时间间隔设置为5毫秒。如图1左侧第二个面板所示，检测到了脉动并可以测量其频率。

用加有10%盐的聚氨酯凝胶或硅橡胶制成模拟的软或硬肿瘤。模拟肿瘤的尺寸为3×3×10 mm，在长轴中心插入硅胶管(半径= 0.5 mm，厚度= 0.1 mm)作为模拟动脉。在初步实验中测得的聚氨酯凝胶和硅橡胶的杨氏模量2)分别为6 kPa和38 kPa。在脑动脉瘤的流体分析研究中，发现大脑正常血管壁的杨氏模量为1 MPa，而在初步实验中测得的硅橡胶管的杨氏模量为1.9 MPa。水以1.2 Hz的脉动通过该模型动脉以模拟血流。

将张开角度为34°的抓手指定为0°，并调整关闭速度。聚氨酯凝胶的结果之一如图2所示。聚氨酯凝胶是一种模拟的软性肿瘤，在30°(4°孔径)下检测到搏动。另一方面，将硅橡胶作为模拟的硬性肿瘤，在15-25°(9-19°孔径)处检测到搏动。

前景

因此，科学家成功地在模拟的软性和硬性肿瘤中检测出直径为1 mm的模拟脑动脉的搏动。尽管他们仅给出了在夹持过程中检测模拟肿瘤内部的脉搏的基本结果，但他们相信这种新系统将对外科医生有用。如果外科医生怀疑肿瘤内部存在血管，则可以延长抓取肿瘤的时间，以确定操纵器抓紧力波中的脉搏。尽管该方法的检测准确性和速度有待提高，但在避免肿瘤切除术中的出血方面应该是有效的，从而为肿瘤切除术提供了一条途径。