自主眼科手術機械人系統面世
新 丁 |
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顯微眼科機械人研發團隊代表合影
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機械人系統已驗證臨床可行性
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機械人自主進行視網膜手術示意圖
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顯微眼科機械人
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團隊構建從術中三維空間感知、跨尺度精確定位到軌跡精準控制的核心算法模塊。
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| 自主眼科手術機械人系統面世 視覺是人類感知世界、獲取外部信息的主要渠道。由於眼睛軟組織結構精細、操作空間狹小，醫生在眼內手術中的手動操作面臨着挑戰。自主機械人手術系統在眼科手術中的應用，能夠通過更智能、精準的操作控制來提升手術安全性，縮短外科醫生學習曲線，為多種眼科疾病的治療提供了新可能。 中國科學院自動化研究所日前通報稱，該所多模態人工智能系統全國重點實驗室邊桂彬研究員團隊成功研發一款面向眼內空間的、自主顯微眼科手術機械人系統，並已驗證臨床可行性。相關成果日前發表於《科學——機械人》。 該機械人系統在整個眼內空間能實現自主的視網膜下和血管內注射，可顯著提高眼底注射的精確性、安全性和一致性，最大限度減少醫源性損傷，可輔助外科醫生更加專注於手術設計和監督任務。研究人員指出，在眼科手術中應用自主機械人手術系統，能通過更加智能、精準的操作控制提升手術安全性，縮短外科醫生學習曲線，為多種眼科疾病治療提供新的可能。 研究人員介紹說，團隊通過研發自主顯微眼科手術機械人系統，創新構建從術中三維空間感知、跨尺度精確定位到軌跡精準控制的核心算法模塊，實現對眼內區域的全面感知，使機械人手術器械尖端在眼內區域實現精確的宏觀——微觀定位，確保手術的安全性。在軌跡控制方面，提出多約束目標優化方法，對機械人末端執行器的軌跡進行精確規劃，並結合人監督下的力——位置——影像混合控制確保了手術的安全性。在眼球假體、離體豬眼球及活體動物眼球的視網膜下注射與血管注射實驗驗證中，該自主顯微眼科手術機械人系統均實現百分之一百的注射成功率，與醫生手動手術及醫生主從操作機械人手術相比較，平均定位誤差分別減少百分之七十九點八七和百分之五十四點六一，表現出更高的安全性和精準性。 研究人員表示，實驗數據顯示，相較於醫生手動操作及醫生主導的機械人輔助模式，該自主機械人系統在平均定位誤差方面明顯降低，在操作精度和安全性上均展現出突出優勢。以上研究成果為眼內手術自主化開闢全新技術路徑，不僅驗證自主機械人在顯微手術中應用的可行性，更有望推動眼科手術治療實現智能化、精準化升級，並在遠程醫療和極端環境等複雜場景中展現出巨大應用潛力。 新丁
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