近日,《国家科学评论》(National Science Review, NSR)在线发表了解放军总医院骨科张立海教授等的综述文章。在这篇综述中,作者总结了近年来手术机器人在图像导航技术方面的最新进展,并进行了清晰的分类与讨论。这些进展使得手术机器人在临床应用中更加智能化和高效化,为手术的精准操作提供了新的可能性。
近年来,全球范围内数以千计的手术机器人系统被安装在医院中,完成了数百万次手术。手术机器人系统的环境感知能力是实现其高自主性和智能化操作的关键,而图像处理技术则是其环境感知的核心。
在综述中,研究团队从数据的获取方式上将导航图像分为直接图像与间接图像,从目标的追踪方式上将导航图像分为连续图像、间歇连续图像与非连续图像,并基于以上两个维度对手术机器人的导航图像建立了一种新的分类体系,介绍了各类别的主要特征和应用场景。以此为依据,作者对现有的已经开展临床应用的各种手术机器人系统进行了划分,总结出手术机器人对导航图像应用的一般规律,这将为开发更为先进的手术机器人系统提供指导。
基于导航图像的手术机器人分类体系
尽管取得了显著成果,但手术机器人图像导航技术仍面临诸多挑战。图像增强与手术场景重建、高逼真手术模拟与智能规划、变形组织的多模态图像配准融合与精准定位、混合现实增强导航等都是未来研究的重点方向。
综述最后展望了未来手术机器人技术的发展方向,通过手术机器人智能化和自主性的提升,有望实现机器人对医生手术的增强与超越。
该工作得到了国家自然科学基金委员会的支持。解放军总医院张立海教授为该文的通讯作者,北京理工大学李长胜教授,解放军总医院张攻孜博士、中国科学院深圳先进技术研究院赵保亮博士为该文的共同第一作者。
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