我国自主研发出高精度眼科手术机器人 眼底注射精准度实现重大突破

眼底相关疾病是导致视力损伤乃至失明的重要原因之一。

临床治疗中,视网膜下注射、眼内血管注射等微创操作能够将药物更精准地送达病灶区域,但其“难”也恰恰在于精准:眼内组织柔软且结构精细,操作空间极为狭小,任何轻微偏差都可能带来出血、穿刺损伤等风险。

如何在有限空间内稳定实现高精度、低损伤操作,成为显微眼科手术长期面临的技术瓶颈。

此次中国科学院自动化研究所边桂彬团队研发的自主显微眼科手术机器人系统,瞄准的正是这一临床痛点。

科研人员介绍,该系统可在整个眼内空间实现自主的视网膜下注射与血管注射,通过更稳定、更精细的控制提升眼底注射的准确性与安全性,并减少医源性损伤。

问题的根源在于,人手能力在显微尺度下存在天然限制。

一方面,眼内手术对定位精度与轨迹控制要求极高,医生需要在显微视野下完成细微且连续的动作,疲劳、视野变化与组织形变都可能放大风险;另一方面,眼内组织并非固定“硬目标”,软组织会随呼吸、眼压变化及器械接触发生微小位移,使得传统依赖经验的手动操作更难保持一致性。

对于需要在特定深度、特定位置精准释放药物的操作而言,稳定性与可重复性同样关键。

基于上述挑战,团队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核心算法模块,形成了手术机器人“看得清、找得准、走得稳”的技术链条:通过三维感知增强术中空间信息获取能力,以跨尺度定位解决显微环境下目标识别与器械定位的精度难题,再以轨迹控制提升运动稳定性与安全边界控制水平,从而在复杂、微小且动态的眼内环境中实现更可靠的自主操作。

从实验对比结果看,与医生手动手术以及医生操作机器人进行手术两类方式相比,该自主系统的平均定位误差均显著降低,体现出更高的精准性与安全性。

这一数据指向一个重要趋势:在“极小空间、极高风险、极高精度”的显微外科领域,手术效果不仅依赖术者经验,也越来越依赖系统化的感知、定位与控制能力,智能化设备有望在稳定性、重复性方面形成优势。

其影响不止于提高一次手术的成功率。

首先,更高的注射精度意味着药物可更有效地到达目标区域,在减少不必要组织扰动的同时提升治疗效率;其次,安全性的提升有助于降低并发症发生概率,缓解患者对侵入性操作的顾虑;再次,标准化、可复现的操作能力有望在一定程度上缩小不同地区、不同医疗机构之间在高难度眼科手术上的能力差距,为优质医疗资源下沉提供新工具。

面向临床转化与推广应用,业内普遍关注的重点在于“可用、可靠、可管控”。

一是需要在更丰富的真实临床场景中验证系统在不同眼底病变类型、不同解剖差异以及术中突发情况中的鲁棒性;二是完善人机协同机制与风险控制策略,明确系统自主程度、术者接管方式及安全冗余设计,确保在异常情况出现时能够及时稳定处置;三是推动与现有手术流程、器械体系的兼容,降低学习成本与使用门槛;四是同步开展规范化培训、质量评估与伦理合规框架建设,为新技术进入临床提供制度性保障。

从更长远看,自主显微眼科手术机器人还可能在远程医疗与复杂环境中发挥更大价值。

专家指出,在偏远地区、海上平台、极端环境或应急救援等条件受限场景中,若能实现稳定的远程操控与高可靠自主辅助,将为眼科急症处置与持续治疗提供新方案。

随着成像、感知与控制技术持续迭代,以及临床数据积累和规范体系完善,未来在多种眼底疾病治疗中,精准注射与微创操作有望实现从“高度依赖个人经验”向“更可量化、更可复制”的方向演进。

科技创新正在重塑现代医疗格局。

从传统的"医者仁心、妙手回春"到如今的智能化精准医疗,技术进步不断拓展着医学的边界。

这套自主显微眼科手术机器人系统的问世,不仅体现了我国在医疗机器人领域的技术实力,更彰显了科技服务民生、造福人类的价值追求。

未来,随着更多类似技术的涌现和应用,人类战胜疾病的能力将得到进一步增强,为构建健康中国注入强劲的科技动力。