美国研发出首个医疗机器人,可在体内自主导航

近日,美国科研人员研发出首个可在体内自主导航找到目标位置的医疗机器人,机器人导管能在充满血液的跳动心脏中抵达毫米级的目标,表现相当出色。

私信 关注

  4月24日,美国科研人员发布消息说,他们研发出一种能够在跳动心脏周围自主导航的微型医疗机器人,能帮助外科医生完成复杂的心脏手术。



资料图 导管的尖端由一个毫米级摄像机制成的触视觉传感器和封装在硅酮中的LED组成


  科研人员表明,在一个对动物实施的心脏瓣膜修复手术中,他们设计了一个机器人导管,可在没有外科医生导引的情况下,借助人工智能等技术沿着跳动的心脏壁找到泄漏的瓣膜,随后,心脏外科医生遥控将渗漏处修复。科研人员说,这种机器人有助于缓解医生疲劳,让医生把精力放在更复杂的手术操作上。

  依靠触视觉传感器与AI形成自主导航

  机器人导管是靠触视觉传感器导航的,再通过心脏解剖图和术前扫描得到位置信息。在导航过程中,触视觉传感器利用人工智能和图像处理算法,使导管可自主找到目标位置。

  在医疗机器人进行导航工作演示中,研究小组进行了一项比较复杂的手术,称为主动脉瓣旁渗漏闭合术,需要修复开始在边缘渗漏的心脏瓣膜置换术。当机器人导管到达泄漏位置,心脏外科医生就控制泄漏,并插入一个塞子来关闭泄漏,机器人导管和医生的完美配合提高了手术完成的速度与精确性。

  在反复试验中,机械人导管每次都能成功地到达到心脏瓣膜泄漏位置,而且所花费的时间与外科医生大致相同。



资料图 机器人导管导航到泄漏人工瓣膜的位置的例证


       首个体内自主导航技术创新源于生物触角、胡须的“采样”

  这项体内导航技术的创新源于对其他生物体征的观察。机器人导管的触视觉传感器定期对其环境进行采样,与昆虫的触角或老鼠的胡须对周围环境进行采样来构建陌生、黑暗环境的心理图极为相似。

  触视觉传感器会通过安装在顶端的摄像头拍摄的图像,通知机器人导管接触到的是血液、心脏壁还是瓣膜。术前成像和机器学习算法的数据帮助导管解释看到的物体特征,通过识别所接触的组织类型、所处位置,判断行进方向。

       通过这种方式,机器人导管从心脏底部沿着心室壁和泄漏的瓣膜周围自我推进,直到到达泄漏的位置。

  科研人员补充说,机器人导管的视觉和感知环境能力可以免除透视成像的需要,因为透视成像会使患者暴露于电离辐射中。

  有专家表明,这是首个可在体内自主导航找到目标位置的医疗机器人,机器人导管能在充满血液的跳动心脏中抵达毫米级的目标,表现相当出色。科研人员也表明,希望未来开展全球合作,汇集数据,不断对算法进行训练,使医疗机器人变得更加聪明。

作者最近更新

参与评论

评论

推荐阅读

新建收藏夹

请选择举报内容

是否在举报的同时屏蔽该用户