通过模块化超越软体机器人导管的顺应性以实现精准治疗

软体机器人器械能比刚性工具更安全地导航脆弱、曲折的解剖结构，但由于尖端功能化不足及组织界面缺乏实时反馈，其临床应用受到限制。很少有传感和治疗模块足够紧凑、稳健且适应性强，能够在腔内手术过程中测量并对微妙的生理线索作出响应。我们提出了一种直径1.47毫米的模块化软体机器人导管，它集成了传感、驱动和治疗功能，同时保留了安全腔内导航所需的顺应性。在多种体内环境中得到验证，我们强调了其在内窥镜逆行胰胆管造影术（ERCP）中的实用性，这是一种高技术要求的手术，也是进入胰腺的关键途径，而胰腺是一个脆弱、难以操作且与胰腺癌等疾病密切相关的器官。我们的架构支持多达四个独立控制的功能单元，允许锚定、操作、传感和靶向药物递送的可定制组合。在活体猪模型中，我们演示了半自主部署进入胰管并在其中进行7.5厘米的内窥镜导航，该区域目前标准导管无法到达。结合学习模型、磁驱动、机载形状传感和视觉标记跟踪的闭环自主/共享控制系统进一步提高了插管精度。这些结果共同建立了一个多功能软体机器人导管的可扩展平台，并为复杂腔内干预提供了新范式，有望减少辐射暴露、缩短培训时间并加速软体机器人技术的临床转化。