中国一项目团队研发一款白内障智能手术机器人

发布时间:2025-03-19 17:04:29 | 来源:中国网 | 作者: | 责任编辑:吴一凡

眼科手术机器人起步较晚,早期手术机器人(如达芬奇系统)主要应用于腹腔镜、骨科等领域。眼科因其高精度需求,逐渐成为机器人技术的新方向。2010年,随着AI、机械臂和计算机视觉技术的进步,眼科机器人研发逐渐萌芽。2020年后,ForSight Robotics、Horizon Surgical Systems、Preceyes BV相继问世,目前国外眼科手术机器人已进入临床验证与商业化阶段,以ForSight和Horizon为代表的企业引领技术前沿;国内则从研发突破迈向临床实践,但核心技术和市场推广仍需突破。未来技术创新方向包括AI与计算机视觉、柔性机器人和远程手术等。

在此背景下,项目团队依托新疆医科大学,通过整合高精度运动控制算法(源自工业机器人技术)、AI视觉辅助系统(基于深度学习模型)及人机交互设计,历时3年攻克白内障手术机器人的关键技术壁垒。

初步探索,项目起源

当前全球老龄化,白内障发病率不断增长,市场对智能化、精准化的白内障手术解决方案需求迫切,面临这种情况,2018年,“无障世界”项目应运而生。

项目启动初期,团队由机器人技术、眼科医学、人工智能等领域的专家组成,核心成员包括具有丰富机器人研发经验的工程师、资深眼科医生和人工智能专家。紧接着,团队对全球及中国白内障手术市场进行了深入调研,分析了市场规模、竞争格局、技术趋势及政策环境,明确了项目的市场定位和技术方向。

同心协力,共创未来

目前,项目组已与多家医院和企业达成合作意向,这些公司将生产机械设备,医院将提供数据、更新数据库,解决项目进展中的一大难题。截至目前,团队已获10项专利软著,为白内障智能诊疗技术的更新迭代提供了坚实而可靠的保障。项目的成功不仅依靠各方的鼎力支持,更来自于团队成员的团结奋斗。

团队自2021年成立以来,在三位老师的指导下,迅速成长为跨学科的创新集体。他们不仅提供了权威的技术和学术指导,还对市场形势进行分析指导,带领团队着手研究。他们与团队成员就项目细节展开深入讨论,及时排查并解决可能存在的漏洞,确保研究顺利进行。此外,老师们还积极鼓励团队成员,帮助成员们克服心理压力,始终保持积极的心态,为项目的成功奠定了坚实的基础。

项目组团队2021年集结,周婧雯同学作为团队负责人,承担了协调各合作方的任务安排、跟进、监督和控制运营计划的重要职责。作为项目的核心协调者,以其出色的组织能力和高效的管理技巧,成功地协调了各合作方,确保了项目开发团队的所有任务得以顺利进行;其敏锐的洞察力和果断的决策能力,使得团队能够在面对复杂问题时迅速做出反应,保持项目的前进方向和进度。

团队成员各司其职,王怡昕同学以其出色的洞察力和对于市场形势的敏感度以及出色的领导力,成为团队的书记员,对团队成员的工作进行分工和指导。并进行产品相关领域经济形势分析,把握品牌形象,进行市场推广及各项营销工作。徐昕月同学帮助王怡昕同学进行团队管理同时负责市场信息管理、竞争对手调研和研究消费趋势。张慎桐同学带领郝红月等同学对现在白内障手术存在的痛点进行全面而透彻的分析;产品研发由王怡昕、刘佳伊、卓世民等同学负责,他们具有扎实的医学知识储备,这便于进行项目系统的研发以及相应业务的测试。最后就是由郝红月同学带领的营销组,郝红月同学具有较强的沟通能力和洞察能力,主管客户的开发和管理。

在团队负责人及指导老师的悉心引领下,全体成员怀揣着共同的理想与目标,坚定前行。通过一次次技术的精进、企业的深入调研以及无数次的会议讨论,大家心往一处想,劲往一处使,凝聚成一股强大的力量。聚沙成塔,久久为功,团队不断完善研发思路,通过类比分析寻求创新突破,针对行业痛点提出关键问题并积极探索解决方案。在无数次的讨论与实践中,团队最终成功研发出了白内障智能诊疗技术。每一份看似微小的力量,汇聚成了这支实力雄厚、坚不可摧的团队,他们以团结协作的精神,为白内障手术的安全性和术后修复贡献了积极而深远的力量。

技术研发,不断锤炼

2019年,团队对精准运动控制、智能视觉辅助、人机协同操作等核心技术进行了深入研究,参考了国内外相关领域的最新研究成果和技术进展。基于预研结果,团队制定了详细的技术方案,包括高精度传感器选型、运动控制算法设计、图像识别算法开发、人机交互界面设计等。随后完成了第一代白内障手术机器人的原型设计,初步实现了精准运动控制和基本视觉辅助功能。

在2020年,项目进行了技术开发与迭代。在三个方面进行了优化:

(1)精准运动控制技术:开发了高精度的运动控制算法,通过大量仿真和实验验证,优化了超声乳化针头的运动轨迹和力度控制,减少了撕囊误差。

(2)智能视觉辅助技术:集成了高分辨率摄像头和人工智能图像识别技术,开发了实时图像处理算法,能够自动识别撕囊边界和晶状体核位置,提高了手术视野的清晰度和识别准确率。

(3)人机协同操作技术:设计了人性化的操作界面,实现了医生与手术机器人的良好协同,通过操作手柄实时控制手术机器人,提高了手术操作的便捷性和稳定性。

成果检验,产品推广

2021年,项目进行了临床试验与优化。项目与多家知名医院合作,开展了大规模临床试验,收集了大量临床数据和反馈意见。临床试验结果显示,手术时间平均缩短了10分钟,术后患者的视觉质量明显提高。根据临床试验结果,团队对核心技术进行了进一步优化,提高了运动控制的精度和稳定性,增强了智能视觉辅助的功能,改进了人机协同操作的体验。

在2022年,团队完成了产品的定型设计和产品的注册申请工作,获得了产品注册证书。

2023年,团队制定了详细的市场推广策略,对大型综合医院、眼科专科医院和基层医疗机构,进行推广。同时,团队建设了生产基地,扩充了研发、生产、市场、销售和售后服务人员,满足了业务发展需求。

不断优化,精益求精

2024年以后,团队继续投入资源进行技术研发,进一步优化产品的核心技术,探索与人工智能、虚拟现实等技术的融合,开发更多创新功能。在巩固国内市场的基础上,团队积极开拓市场,并且与高校和科研机构合作,建立人才培养基地,培养既懂机器人技术又具备眼科医学知识的复合型人才,为项目的持续发展提供人才支持。

创新突破,革故鼎新

核心技术一:白内障手术机器人的精准运动控制技术

白内障手术机器人的精准运动控制技术显著提升了手术的精度和安全性。在乳化晶状体核的过程中,手术机器人能够更精准地粉碎晶状体核,减少对眼内组织的损伤。通过优化超声能量输出和运动轨迹,手术机器人能够在更短的时间内完成手术,同时减少术后并发症。

核心技术2:智能视觉辅助技术

该技术构建了白内障手术全流程的智能导航系统。对医生进行白内障手术中精准撕囊阶段、超声乳化过程以及人工晶体植入阶段都具有辅助和指导作用,使得医生能够更清晰地观察手术区域,减少了手术操作时的盲目性,规避了传统白内障手术依赖医生自身经验的弊端,同时也大大降低了手术的风险。

核心技术3:人机协同操作技术

该技术使手术操作的便捷性提高约20%,医生能够更轻松地进行手术操作,降低操作难度,提高手术的稳定性和一致性,减少手术效果的个体差异,也提高了复杂场景的适应性,提高对于疑难病例处理的效果。

砥砺前行,创造价值

白内障手术机器人的研发、设计、制造和维护需要一支专业的工程师和技术人员队伍;也会带动产业链的发展以及相关产业的就业增长,包括医疗教育培训机构。白内障手术可以显著改善患者的视力,使患者恢复到正常视力水平提高生活质量,手术机器人可以提高手术的安全性,提升医疗信任与满意度。团队将不断创新,提升医疗技术水平与效率,推动医疗技术创新与发展,促进医疗资源公平分配,为世界医疗事业做出努力。(浙江海洋大学、徐昕月)