融合高分辨率成像技术与深度学习算法 自主机器人做眼部手术成功率大幅提升-新华网
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2026 01/21 10:30:51
来源:科技日报

融合高分辨率成像技术与深度学习算法 自主机器人做眼部手术成功率大幅提升

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  美国约翰斯·霍普金斯大学科学家研发出一款新型自主机器人系统,有望精准完成视网膜静脉插管术,为治疗严重眼疾开辟新路径。该研究在先进的机器人控制技术基础上,融合了高分辨率成像技术与深度学习算法,展现出卓越的感知与反馈能力。相关成果发表于新一期《科学·机器人》杂志。

实验装置示意图。图片来源:物理学家组织网

  视网膜静脉阻塞是一种致盲性眼病,当眼球后部感光组织——视网膜中的静脉被堵塞时,会导致视力急剧下降甚至丧失。目前,视网膜静脉插管术被视为一种极具前景的治疗手段。医生将一根极细的针精准插入受阻静脉,注入溶栓或抗血管异常生长的药物。但视网膜静脉的直径与人类发丝相当,手术精度要求极高,手动操作难度极大,稍有不慎便可能损伤脆弱的视网膜。

  新研发的自主机器人系统可在微米级尺度上稳定执行插管任务,确保针头准确进入目标血管,同时最大限度避免组织损伤。研究显示,在静止眼球中,机器人成功插管的比例达90%;在动态模拟条件下仍保持83%的成功率。尤为关键的是,系统能可靠识别针尖何时接触并顺利进入静脉。

  该系统配备两个专用于眼部微创手术的机器人,分别持针与操作工具。硬件上集成了3种深度学习模型,经训练后能实时追踪针尖运动、识别解剖结构,并自主规划最优路径,确保精准穿刺。目前,团队已在离体猪眼上开展测试,部分实验还模拟了活体呼吸带来的周期性眼球微动。

  团队表示,视网膜静脉插管术所需的操控精度须小于100微米,远超人类手部生理能力。这一突破表明,借助机器人与人工智能,最精细的眼科手术已可实现部分自动化,且具备安全性、准确性与可复制性。但要真正应用于临床,还需进一步在活体动物及人体试验中验证其有效性与安全性。(记者 刘霞)

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