近年来,医疗机器人领域的创新步伐不断加快,特别是在自主手术技术方面,取得了令人瞩目的进展。2025年,约翰霍普金斯大学的研究团队成功开发出一款名为“医疗机器人变换层级系统”(Surgical Robot Transformer-Hierarchy,简称SRT-H)的手术机器人,首次实现了在无人工干预情况下,完成了复杂的胆囊切除手术。这标志着外科机器人从单纯执行预定任务向具备自主理解和适应外科手术全过程的跨越,为手术自动化揭开了崭新篇章。胆囊切除手术作为一种常见且技术要求极高的微创手术,其涉及精确识别解剖结构、准确夹闭关键导管与动脉、并进行精准切割。一旦出现意外情况,传统的固定程序机器人难以灵活应对,而人类外科医生则凭借经验和直觉进行调整。SRT-H的问世恰恰解决了这一痛点,该系统通过深度学习观看大量真实外科手术视频,结合语言条件的模仿学习框架,能够在手术中实时适应个体解剖差异,灵活处理突发状况。
相比以往依赖严格标记和固定路径的机器人,如2022年Axel Krieger教授领导开发的智能组织自治机器人(STAR),SRT-H赋予机器人“在任意道路上自由驾驶”的能力。这意味着机器人不再受限于高度结构化和可预测的手术环境,而是能够在充满不确定性的真实临床场景中展现卓越表现。除此之外,SRT-H还集成了先进的语音交互功能,能够响应手术团队的口头指令和实时反馈,比如“抓住胆囊头部”或“左臂向左移动一点”,机器人甚至可以从这些交互中持续学习和优化自身操作流程。该创新不仅提高了机器人在手术中的灵活性,也促进了医生与机器人之间的协同合作,打造类似导师带教新手外科医生的智能工作模式。这项技术的核心优势还在于其高精度和高鲁棒性。在多次模拟试验中,SRT-H以近乎完美的表现完成了涉及17个任务环节的胆囊切除流程,包括精准识别胆囊管、胆总管、动脉,稳健放置夹子和精准剪断等关键步骤。
更值得关注的是,机器人在面对非均匀解剖结构、模拟血液染色改变组织颜色以及起始位置调整的复杂环境时,依旧保持了稳定的手术质量。这不仅体现了其卓越的感知能力,还证明了深度模仿学习方法在复杂环境中的强适应性。虽然目前SRT-H的手术速度相较经验丰富的外科医生稍显逊色,但其手术结果已达到专家级水平,展现出广阔的临床应用潜力。随着后续针对更多手术类型的训练,该系统有望逐步实现完整自动化外科手术,服务于更广泛的医疗需求。这项突破革新了传统医疗机器人单一执行任务的局限,推动了机器人从单纯“执行者”转向具备人类般理解和决策能力的“合作伙伴”。这一转变不仅加快了手术自动化进程,还解决了在真实临床环境中面临的多样化和不可预测性,为提高手术效率、减少因人为疲劳或失误导致的风险提供了技术保障。
展望未来,自主外科机器人有望大幅缓解医疗资源紧缺,尤其是在偏远地区,借助机器人远程自主手术,患者能够获得更及时、更专业的治疗。此外,机器人精确度高、操作稳定,还能降低手术并发症和术后恢复时间,提高患者整体治疗体验。推动这项技术成熟的挑战依然存在,包括增强机器人感知系统的实时反应速度,优化多模态数据融合,以及确保系统在各种复杂手术场景中的安全性和可靠性。同时,伦理和法规层面的探讨也亟需深入,如何界定机器人自主手术的责任归属,以及如何制定相关操作规范,将成为推动产业发展的关键因素。总而言之,SRT-H所代表的自主手术机器人是医疗机器人领域的一项划时代创新。通过赋予机器人真实理解外科手术流程和适应真实临床环境的能力,开创了自动化手术的新方向。
未来,随着技术持续进步和临床应用验证,自主外科机器人有望逐渐走进手术室,成为外科医生得力的助手,推动医疗服务进一步迈向智能化和高效化。约翰霍普金斯大学团队的研究成果为全球医疗机器人发展注入了强大动力,我们期待这项技术为全球患者带来更加安全、精准和普惠的手术治疗体验。