微創手術
不少人都有打過針的經驗，像一根針這樣大小傷口，癒合之後，幾乎連傷口都看不見，這也是微創內視鏡手術一個想法，希望傷口越小，癒合容易也不留疤。1990年代之後，微創手術逐漸普遍，在腹腔手術的應用相當普遍，然而在腦和頭部的應用，仍相當有限，除了手術器械的操作需要相當精練的技術，這些器械的設計，包含體積大小、控制方式，都是影響這種超小型、甚至針孔大小的微創手術，是否能廣泛應用的原因。
超微手術器械
有時候，最簡單的設計可能就是最好的設計。美國「范德堡大學」(Vanderbilt University)開發一種手術微創手術器械，可以控制器械頭的動作，還帶有如同手腕般能彎曲的功能，這個如同針一樣的設計厚度不到2公厘。這樣的厚度和現有行的微創器械，受限於「繩索滑輪」(wire-and-pulley)的設計，厚度約5~8公厘相比，相較下又更小，手術的精密度或者傷口也會更小，更有希望能用在頭頸部位這種僅容許微小空間的操作。
結構和材料設計
如果只是一根小直徑的針，要進入生物體內很容易，但要能操控它進入體內後轉動、彎曲，就需要精密設計。「范德堡大學」設計的這個針型微創器械，使用「鎳鈦合金」(nitinol)的材料，如同針一樣的管子，靠近末端的部分，單側打出數個缺口，改變這根鎳鈦管的結構強度，然後在管子中間安裝一條控制繩，繩的ㄧ端固定在鎳鈦管的前端，當操作者拉扯這根繩子的另一頭時，鎳鈦管就會朝結構較弱，也就是有缺口的這個方向彎曲；而釋放繩子後，鎳鈦管的彎曲狀態會回復成平直。在這個針管設計的前端，可以安裝其它裝置，像是小剪刀或者圓形、可刮除組織的裝置。
其它鎳鈦醫材
鎳鈦材料，自1960年代開發以來，廣泛應用在醫療器材設計，除了高生物相容性，多是利用鎳鈦材料的「形狀記憶」(shape memory)的特性，像是常見的牙齒位置調整、心臟支架，當其置入生物體後，因為溫度的影響，材料能回復成原來的形狀，因此可對特定部位提供拉力或張力。然而，鎳鈦合金還有一個特性，就是其特殊的「超彈性」(superelasticity)特點，至多可達到一般金屬的30倍。本文提到的針型微創器械，其使用鎳鈦材料的原因，就是為了想運用其超乎尋常金屬的材料彈性。
這個設計目前正在進行操作介面和控制的設計，未來還需要測試和通過美國「食品暨藥物管理局」(FDA)認證，預計再4到5年就能進行臨床使用。
文章參考：Vanderbilt University
影片來源：Vanderbilt University
圖片來源：ecastro@Flickr CC BY 2.0
原文參考：International Conference on Robotics and Automation
