腦部手術，不論大小，好像都是要在頭上鑽個洞。總是讓人覺得害怕。目前，有一種對癲癇患者的治療，就是必須要先破壞頭蓋骨，對腦內造成患者癲癇發作的特定區域進行破壞式治療。雖然手術目標區域小，但需要在頭蓋骨鑽洞，仍屬於侵入性，危險性高。患者需要很長時間的恢復期。對於這種侵入性高的手術，科學家總是思考，如果可以減低手術的侵入性，也就是不需要打開或破壞頭骨，將可以大幅減低危險性。
想法起始於”減低手術侵入性”
五年前，Vanderbilt University的工程師,針對這個”減低手術侵入性”的想法，進行產品研發。癲癇手術的目標區域在腦部的海馬迴(hippocampus)，位置是在腦的最底部。針對這個位置，他們決定研發一台機器人設備，從臉頰進入腦底部，進行手術。這樣可以避免在頭蓋骨鑽洞，且更靠近目標位置。
形狀記憶材料，又不受MRI的高磁場影響
海馬迴位置深，從臉頰進入後到目的地的路徑彎曲，並非直線，又必須精準到位，應該是這項設計的重點挑戰。所以研究員決定開發一種形狀記憶合金材料的針，可以精準的經過彎曲的路徑，到達海馬迴。另一項要考慮的，是這項手術需要電腦核磁共振攝影(MRI)的影像來做引導，所以這個機器人設備，又必須設計不會被MRI的高磁場所影響。
根據這以上兩點要求和限制，選擇鎳鈦合金材料來設計這個的針。(鎳鈦合金和其他金屬不同，不受MRI磁場的影響)。此外，再加上壓縮機來動作，這個機器人平台，可以控制和導引這個針，每次前進1釐米。目前這項設備在研究室實驗結果，精密度足以進行這項腦部手術。也因為每次針頭插進海馬迴的距離很小，醫師可以同時利用MRI來追蹤位置。
下一步，這項發明將試用在大體老師上，模擬實際手術。生醫產品的研發到完成，需要不斷地測試和驗證。研究團隊，希望在下個十年內，這項發明可以應用到臨床上。
機械設計和神經科學專業的結合
這項發明是幾個想法和技術組合而成。首先，是研究團隊已經熟悉的控制氣壓系統技術。再者，由神經科學專家那裏，知道現行臨床上都是從臉頰進入腦部來植入電極，用以追蹤腦部活動，確認癲癇的起始。這種用來植入電極的針，是一種直線外型的針，沒有辦法達到手術區域。因此，只好從頭蓋骨上方侵入，去破壞這些失控的神經元。
這整台機器人手術設備，已經開發出雛型。研究員認為，很多他們設計的零件都可用3D列印來製作以減少成本。看來3D列印真是什麼都可以印。同時，這樣的設備成功的話，癲癇的手術，很可能跟現在的白內障手術一樣，簡單，迅速，精準。
文章參考：Vanderbilt University；圖片來源： Vanderbilt University, Whiskeygonebad , SurfCologic CC Licensed。
