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无人工干预手术机器人接近L4级

嘉峪检测网        2025-07-15 21:05

智慧医械网消息 近日《Science Robotics》罕见地把封面给了约翰斯·霍普金斯大学的 SRT-H:一台机器人在8个离体猪胆囊上独立完成胆囊切除术的“夹闭+切断”关键步骤,成功率100%,全程无人工干预。

 

行业里,在展示手术机器人时,进行程序控制完成部分手术动作,如在标本上进行切割、剥离、结扎等,可能比较常见。

 

但在真正的临床上,由于涉及诊疗全过程,如果术前、术中AI诊断结果达不到医生水平,同时又不能精准识别人体组织,并对意外组织蠕动、膨出与损伤做出即时反应,同时对病灶进行实时诊断与实时手术刀迹规划,让手术机器人自主主刀手术,几乎是天方夜谭。

 

本次试验结果显示,Surgical Robot Transformer - Hierarchy (SRT-H) (外科机器人转换器-分层架构)操作dVRK Si系统在猪离体胆囊上自主进行了17个子任务,连续完成“抓取胆囊→左管(胆囊管)夹 3 枚→右管(胆囊动脉)夹 3 枚→两侧切断”的手术操作。

 

在测试的8例手术中全部成功,平均耗时317秒(约5分17秒),期间通过AI人工智能进行决策运算,平均自我纠正6次。这意味着手术机器人已经深度结合了软件策略与执行系统。

 

相关内容显示,此次完成试验的SRT-H系统采用两层AI软件架构:高层策略(HL Policy)负责"想",每3秒分析手术场景,生成自然语言指令;低层策略(LL Policy)负责"做",把语言指令翻译成6D机械臂动作。如果按手术机器人的L1~L5自动化分级标准的话,该系统接近了L4级自动化。

 

目前的机器人手术自主程度分级业界普遍采用Haidegger提出的6级自主性框架:

 

L0 级:完全由医生操作;

 

L1 级:机器人仅提供震颤过滤、主从映射等辅助功能;

 

L2 级:任务式自主,可独立完成预先编程的“子任务”;

 

L3 级:条件式自主,可提出任务策略,完成大部分操作,需医生监督和审批;

 

L4 级:高度自主,可按审批的方案执行手术,医生只做紧急干预;

 

L5 级:完全自主,可自行制定并执行全部手术计划,无需医生介入。

 

到去年底FDA 已批准的近50款系统中,86%仍停留在L1级,仅有6%达到L3级,尚无L4–L5 级系统获批。

 

约翰斯·霍普金斯大学从2022年起利用SRT系列手术机器人进行自动手术试验,当年首次在动物体内完成腹腔镜肠道吻合,被认为是达到了L3级水平;而本次试验结果则被认为是达到了接近L4级的能力,因为还没有进行活体试验,而且也不是手术全过程自动化,仅仅是少数组合动作。

 

目前手术机器人自动化所面临的困境与其它自动化技术基本相同,手术机器人也是靠大量学习临床手术主刀医生的诊疗判断、操作规划、执行路径来提升自己软件算法结果与实际物理世界的对齐效果。

 

虽然随着各大研究机构在人体共性的数字化人体组织地图上,成果十分丰富,在AI软件算法和视频图像数字处理上,手术机器人对于人体的组织识别已经合格率很高,在虚拟手术路径规划与执行上,临术辅助效果越来越好。

 

但是真正临床时的组织病变程度,血液与体液干扰排除,组织异变数字图像积累,人体组织生命动态实时变化等精准判断领域,手术机器人仍存在数据库不完整,识别结果合格率不高,诊疗决策幻觉排除等领域的难题。

 

而在手术机器人硬件制造层面的差距越来越小的行业现状下,下一步谁能在医疗AI人工智能领域,率先完成数据建模与策略库推理算法建设完成,将决定后续手术机器人行业发展与竞争的主要方向。

 

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来源:Internet