中 / EN
2026-10-02 00:00 论文发表 原文语言 EN

自主机器人沿脑静脉送达血管内脑机接口,体外模型测试成功率70%

内容概述 血管内脑机接口不用开颅,但电极要穿过人人走向不同的脑静脉才能就位,目前靠医生手动操作导管。研究团队训练了一套自主导航的机器人控制算法,让它从颈部的右颈内静脉一路走到头顶的上矢状窦。在仿真中,它在训练用的血管结构上成功率较高,在没见过的血管结构上明显下降。在X光透视引导的体外血管模型上,20次实物运行成功14次。团队还测试了一个能提前预警导航失败的模块,供人工监督使用。该研究为预印本,尚未经同行评审。
推荐理由 血管内脑机接口的难点之一是把器械送到位,这项工作首次在体外模型中让机器人自主完成脑静脉导航。它离临床还远:仿真中换一套没见过的血管结构,第一段任务成功率从85.6%降到42.0%,实物测试只有20次,也尚未进入动物实验。

脑机百科消息(bciwiki.com),一套经强化学习训练的机器人控制算法,在X光透视引导的体外脑静脉模型中自主完成了血管内脑机接口的送达路径导航,20次实物运行中成功14次,总体成功率70%。这项研究由Harry Robertshaw、Weijie Qi、Nikola Fischer、Alejandro Granados、Thomas C. Booth和Sam E. John完成,作为预印本于2026年10月2日上传至arXiv(编号arXiv:2610.03537),尚未经同行评审。作者称这是体外自主机器人导航用于脑静脉系统血管内脑机接口接入的首次演示。

血管内脑机接口不需要开颅,但器械必须穿过个体差异很大的脑静脉精确就位。研究团队用Soft Actor-Critic强化学习算法在仿真中训练控制器,完成前后衔接的两项任务,路径从右颈内静脉延伸到上矢状窦;训练只用了一套血管解剖结构,并通过几何变形扩充样本。

评估在训练用解剖结构和一套没见过的保留解剖结构上进行,每种任务与结构组合各做250次仿真和5次实物运行,合计1,000次仿真和20次实物运行。仿真中,任务A和任务B在训练结构上的成功率分别为85.6%和98.4%,在保留结构上分别为42.0%和91.6%。实物测试中,任务B在保留模型上的成功率为80%。

团队还测试了能在线识别即将发生导航失败的预测模块。仿真中,它检出了99.3%至100.0%的失败,误报率为0.8%至6.7%。在体外测试中,失败运行之前预测风险会上升,但部分成功运行中也出现了较高的风险概率,说明从仿真迁移到实物后预测的校准程度下降。

作者认为,结果表明自主脑静脉接入可行,在线失败预测有望辅助人工监督;同时指出,对不同解剖结构的泛化能力以及仿真与实物之间的校准,是进入临床前转化之前需要优先解决的问题。

本文由 BCIwiki 根据公开信息撰写

关联信源 · 1
arxiv.org 2026-10-02
阅读原文 ↗
指正 修订记录 · 无 中 / EN
© 2026 BCIwiki.com 产业简报 主题索引 提交线索 订阅本站 修订记录 关于我们