微创机器人外科及触觉感知国家自然科学基金课题 微创外科(MIS)与开放外科手术相比，具有切口小、疼痛轻、出血少和恢复快等优点，广泛应用于胸腹、脊柱、心血管和泌尿外科等领域 微创机器人外科(MIRS)由机器人替代医生操控手术器械，克服医生人为因素带来的风险，提高手术的安全性和灵巧性，改善手术精度和质量 触觉力信息缺失导致过大的操作力和器官组织创伤，是当前微创机器人外科面临的共同问题。项目利用光纤技术，研究微型触觉力传感器及其在器官组织类型和边界鉴定、机器人反馈控制应用中涉及到的一系列挑战性问题。获得的相关理论与技术，有望消除触觉缺失引起的手术风险，提高微创机器人外科手术的精度、稳定性和质量。

本项目与 X 线、超声和 CT 相比，MRI 具有分辨率高、 软组织对比度高、任意多方位成像、成像参数丰富和无 X 线辐射等优点，是目前最佳的影像引导神经微创治疗手段。 神经术中 MRI 微创治疗是目前世界上最先进的图像引导下微创治疗技术，具有定位精确、损伤小和治疗效果好等特点，而且术中还可以实时评价治疗效果，是任何其他常规手术所无法比拟的，神经磁共振治疗系统将发挥举足轻重的作用 。

心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。国内外多项病例报告显示，该技术不仅能够减少术者和患者的X射线暴露时间，而且能够提高各种介入手术的成功率，扩大了介入手术的适应病症范围，同时减少了手术带来的负面影响及潜在的风险。 由于磁导航系统价格昂贵，一个配备有磁导航系统的电生理导管室的造价是常规电生理导管室的3倍左右，这是磁导航系统在国内普及遇到障碍的原因之一。此外，传统的磁导航技术中，实现一个磁场坐标的定位需要同时使用三个单轴磁场传感器，且传感器与计算机通过有线连接，这种方案限制了磁导航的定位精度，同时也增加了手术的难度。因此，如何对现有磁导航技术进行技术创新，使其成本降低的同时还能让手术更加精准，过程更加简单，是未来国内磁导航需要攻克的难题。 图1 单器件实现三维磁传感原理 图2 系统框图 三、技术优势 本成果提出的磁导航技术方案中，一个磁场传感器便可以实现三个方向的磁场感知，具有高的空间分辨率和集成度，极大地缩减附有传感器端的导管尺寸，同时利用无线传输技术使心脏微创介入手术变得更加简单。 性能指标 线性度范围：x方向：±20Oe，y方向：±20Oe ，z方向：±20Oe； 灵敏度：x方向：377V/A/T，y方向：345V/A/T ，z方向：625V/A/T； 线性度误差：x方向：2.3%，y方向：2.9% ，z方向：3.3%。 四、专家介绍 游龙，华中科技大学光学与电子信息学院教授，博士生导师，自旋电子器件及系统课题组组长。自2001年起一直从事自旋电子技术国际前沿课题包括磁记录、磁传感和磁逻辑等领域相关的物理、材料及器件研究。近五年来，面向国家重大需求和国际前沿，在非挥发性随机存储器、自旋神经形态器件、自旋逻辑计算电路、自旋信息安全芯片和磁场传感器等领域开创性地提出了多项重要的新技术概念和设计方案，尤其首次实现了使用单个器件对三维磁场的探测以及存储。相关成果以第一作者或通讯作者已在Nature Nanotechnology, Nature Electronics, Proceedings of National Academy of Science (PNAS), Nano letters等国际学术期刊发表40余篇学术论文。

陕西双创股权投资有限公司，成立于2016-04-12，注册资本为1000万，法定代表人为郑正龙，经营状态为开业，工商注册号为610112100053319，注册地址为西安市经济开发区凤城七路赛高城市广场C座13层1303室，经营范围包括投资管理（不得以公开方式募集资金；仅限以自有资金投资）。

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山东业创实验设备有限公司，是服务于构建和改善实验室环境的工程公司，主要研究从事实验室整体运行系统的建设。   经营范围：实验台、通风柜、学生课桌椅、学生床、实验室家具、办公家具、实验设备、教学设备的生产、销售；化验室通排风系统、化验室供气系统、净化系统设计及施工；仪器仪表、阀门管件、五金机电、玻璃器材的销售;医疗设备的销售、维修及维护;一类医疗器械的销售（依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动）。

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开塔机器人（北京勤牛创智科技有限公司）成立于2018年，以“培养未来智造者，普及AI机器人教育”为使命，助力新一代人工智能机器人教育。勤牛创智科技是由中国矿业大学（北京）矿山机器人研究中心科研团队组建的高新技术企业，2020年度北京市优秀创业团队。公司依托中美两国研发机构（ 纽约州立大学、美国斯蒂文斯理工学院、中国矿业大学（北京）、美国WL智能制造研究中心），拥有专利20余项（含国际专利），商标50余项，新工科规划教材1部。拥有中国北京，美国新泽西两大研发中心，拥有先进的AI机器人及STEAM教学理念。 公司旗下开塔机器人品牌核心产品Mirobot桌面级六轴工程教育机器人于2020年3月正式出售，至今累积出售3000余台，多次与ABB、库卡、AutoDesk等知名企业进行战略合作及行业技术交流，客户遍布全球60多个国家。