我国自主显微眼科手术机器人系统研发成功 精准度提升近八成惠及全球眼疾患者

视力障碍已成为全球公共卫生的重大挑战。

根据世界卫生组织统计,全球超过22亿人面临视力受损或完全失明的困境。

眼科疾病的防治与治疗迫切需要医疗技术的创新突破。

然而,眼内手术因其操作空间狭小、软组织结构精细等特点,给外科医生的临床实践带来极大困难,医源性损伤风险始终存在,手术精准度与安全性的提升成为业界共同追求的目标。

中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室边桂彬研究员课题组通过多年攻关,成功突破了眼科手术机器人的关键技术瓶颈。

该团队创新性地构建了从术中三维空间感知、跨尺度精确定位到轨迹精准控制的完整技术体系。

在三维空间感知方面,研究团队提出了多视角空间融合方法,有效克服了眼内多模态成像中的异质性问题和动态失准现象,建立了术中实时更新的全局三维地图,使机器人能够对眼内手术区域实现全面、准确的感知。

在精确定位方面,团队采用准则加权的多传感器数据融合方法,解决了不同传感器在检测范围、误差幅度和采样频率上的差异问题,实现了手术器械尖端在眼内的精确宏观-微观定位。

在轨迹控制方面,研究人员设计了多约束目标优化方法,对机器人末端执行器的运动轨迹进行精密规划,并结合人工监督下的力-位置-影像混合控制策略,确保了整个手术过程的安全性和可控性。

临床验证结果表明,该自主机器人系统在眼球假体、离体猪眼球及活体动物眼球的视网膜下注射与血管注射实验中均实现了100%的注射成功率。

与医生手动手术相比,平均定位误差下降79.87%;与医生主从操作机器人手术相比,定位误差也降低了54.61%。

这些数据充分证明了该系统在精准性和安全性上的显著优势。

该研究成果的意义远超眼科领域本身。

自主手术机器人系统为眼内手术的智能化、无人化开辟了全新技术路径,验证了自主机器人在显微手术中应用的可行性。

这项突破将有助于缩短外科医生的学习曲线,降低手术操作的人为因素影响,提高手术的标准化程度和可复现性。

特别是在远程医疗、资源匮乏地区和极端环境等复杂应用场景中,该系统展现出广阔的应用潜力,有望让优质眼科医疗资源惠及更广泛的患者群体。

相关成果已发表于国际顶级学术期刊《科学·机器人》,标志着中国在医疗机器人领域的自主创新能力取得重要进展。

从更高精度的定位到更稳定的安全控制,自主显微眼科手术机器人的突破,指向的是医疗技术供给方式的升级:以可复制的系统能力减少不确定性,以更严格的安全边界守护脆弱组织,以更高一致性的操作扩大优质服务覆盖面。

让科技进步真正转化为临床可用、患者可感的健康收益,需要在创新与规范之间保持平衡,在速度与安全之间坚持底线,在“能做到”与“做得好”之间不断迭代完善。