6月22日，天津大学医疗机器人与智能系统研究院开展2026年第十五期研究生阅读报告分享会，5名研究生依次进行了阅读报告分享。

研究院2022级博士研究生陈梦洁围绕《便携式直肠镜系统设计方法与早癌筛查算法研究》展开分享。2025年Science Robotics发表了有关Oloid磁驱内镜系统的研究。该系统利用特殊Oloid几何外形恢复磁驱内镜的滚转自由度，结合闭环磁场控制，在复杂接触条件下实现稳定滚转，并集成微型超声阵列，通过连续二维超声切片与位姿信息融合，完成三维黏膜下结构重建，为扁平息肉的虚拟活检提供了新思路。研究背景部分指出，结直肠癌发病率和死亡率较高，早筛可显著提高五年生存率，但我国肠镜检查普及率仍偏低，传统直肠镜存在依赖医生经验、视野受限、难以观察低位直肠及褶皱背后病灶等问题，因此亟需面向基层医院的便携式智能直肠镜系统。

在课题研究进展方面，重点介绍了E-IRIS仿眼球广视角直肠镜方案，通过小半径光轴转向扩大可视范围，完成机械结构设计、运动学建模、工作空间分析及控制策略设计。当前系统基于140°双目相机和4.3 mm小半径转向结构，可形成约93.30% 的广视角三维可视覆盖范围，并进一步结合肠道重建、息肉检测、深度估计与相机位姿估计算法，为后续实现直肠早癌智能筛查奠定基础。

研究院2024级博士研究生李玉林分享了论文《Clinical validation of an AI-assisted system for real-time kidney stone detection during flexible ureteroscopic surgery》，该文由中国人民解放军总医院第三医学中心泌尿外科联合深圳技术大学等团队合作完成。

肾结石是泌尿系统常见疾病之一，近年来其患病率持续上升，输尿管软镜手术（Flexible Ureteroscopic Surgery, FURS）是治疗肾结石的主流微创手术方法之一。然而在实际手术过程中，由于术中视觉环境复杂且医生依赖主观经验，导致肾结石识别与评估不稳定，从而影响结石清除效果与临床结局。针对该问题，作者提出并验证了一种人工智能系统 AiFURS，用于在FURS过程中实现肾结石的实时检测、分类与测量。该系统基于6170帧标注视频数据（共11,870个肾结石标注）进行训练，并在体外、体内及外部数据集上进行了多层次验证。同时结合多目标跟踪方法实现视频序列肾结石分析，并进一步对残余碎片与再手术风险进行了统计建模分析，为腔内泌尿外科精准手术提供全新实时智能解决方案。

研究院2024级硕士研究生原裕坤进行了题为《机器人撑开器设计和定位进给技术研究》的报告分享。文献提出的SDD斜率差骨骼材料自动赋值算法，可基于CT灰度直方图局部斜率突变划分多组骨质材料，解决传统人工分区主观性强、误差大的问题。通过体外胫骨DIC力学实验与有限元仿真验证，该模型位移、应变计算精度远高于统一均质骨骼模型，为本课题胫骨受力仿真提供可靠建模方法。另一篇骨钻孔力位混合补偿控制的研究将刀具与骨骼交互分为三阶段不对称受力模型，通过识别刀具、机械臂变形引发的路径偏移，设计力位闭环纠偏策略，可大幅降低侧向冲击与轨迹偏差，其多阶段交互、力反馈动态修正思路可迁移至 HTO 撑开器对位控制。

针对HTO手术手动撑开器械精度差、骨缝对位困难、撑开力过载易造成合页骨折等痛点，课题重点在器械设计、硬件优化、控制规划等方面开展研究。现已完成直线、圆弧两种楔形刀片建模与仿真，对比不同厚度刀片刚度和单边、对称两类撑开结构，开展一体化撑开末端三维结构设计，并规划视觉+六维力感知方案，为后续开展样机联调与人工骨撑开对位对照实验奠定基础。

研究院2024级硕士研究生姚锡昭围绕《通过感觉阈值体感电刺激训练提升视觉引导运动想象性能》进行报告分享。运动想象脑机接口（MI-BCI）可促进运动学习和神经康复，但部分受试者难以稳定完成运动想象，导致感觉运动节律ERD特征不清晰、左右手想象分类准确率受限。

为解决上述问题，研究人员提出了运动想象结合感觉阈值体感电刺激（MI+st-SES）的训练策略。研究将30名健康受试者随机分为SES组和对照组，在三段视觉引导运动想象任务中，仅SES组在第二段同步接受40Hz、3-5mA且不诱发可见动作的体感电刺激。结果显示，训练后SES组alpha节律ERD显著增强，左右手运动想象分类准确率由68.25%提升至75.68%，感觉运动区判别信息增加，而对照组无显著变化。该研究说明，感觉阈值体感电刺激可为运动想象提供本体感觉输入，提升MI-BCI训练效果，并为运动康复中的闭环干预提供参考。

研究院2024级硕士研究生梁峰川分享了论文《A Novel Contact-Aided Continuum Robotic System: Design, Modeling, and Validation》。文章针对丝驱动连续体机器人在狭窄腔道作业中普遍存在的控制精度瓶颈，从设计与建模两个层面提出了系统性解决方案。在创新设计方面，作者突破了传统铰接关节的纯接触结构，通过嵌入微型轴承将弯曲运动与压缩/扭转载荷有效解耦，显著提升了关节的抗扭刚度和抗屈曲能力，同时从根源上降低了摩擦磨损对寿命的影响。更为巧妙的是，关节接触形式采用“空心化”策略，将复杂的线接触转变为可控的点/弧接触，为后续摩擦行为的定量描述奠定了几何基础。

在建模层面，该文献创造性地提出以肌腱相对位移代替速度作为摩擦方向判据，避免依赖难以实时获取的速度信息，大幅简化了动力学耦合计算，并分别建立了两种互补的摩擦模型。通过上述设计优化与建模创新，该工作有效解决了丝-鞘摩擦、扭转漂移和屈曲失稳等长期困扰本领域的难题，为连续体机器人在术中导航等需要高精度力位控制的场景提供了理论基础与实验依据。

文献来源：

[1]Greenidge N J, Calmé B, Moldovan A C, Abaravicius B, Martin J W, Marahrens N, Woolfrey J, Scaglioni B, Chathuranga D S, Mitra S, Cochran S, Valdastri P. Harnessing the oloid shape in magnetically driven robots to enable high-resolution ultrasound imaging[J]. Science Robotics, 2025, 10(100): eadq4198.

[2]Wang, Chenfeng, et al. "Clinical validation of an AI-assisted system for real-time kidney stone detection during flexible ureteroscopic surgery." NPJ Digital Medicine 8.1 (2025): 728.

[3]Li Y ,Zou Z ,Lu F , et al. Non-uniform assignment method for skeletal materials based on slope difference distribution and experimental validation[J].Medical Engineering and Physics,2025,141 104359-104359.DOI:10.1016/J.MEDENGPHY.2025.104359.

[4]Li S ,Zhong X ,Yang Y , et al. Force-Position Hybrid Compensation Control for Path Deviation in Robot-Assisted Bone Drilling[J].Sensors,2023,23 (16):7307-.DOI:10.3390/S23167307.

[5] Zhang L, Chen L, Wang Z, Zhang X, Liu X, Ming D. Enhancing Visual-Guided Motor Imagery Performance via Sensory Threshold Somatosensory Electrical Stimulation Training[J]. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2023, 70(2): 756-765.

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