在临床医疗领域，“在治疗疾病时，怎样才将创伤降到最小呢？”一直是普遍关注的难题，软体机器人就是在这个背景下诞生并逐渐流行起来，由于微型软体机器人尺寸小、运动灵活、环境适应能力强。它们是能进入人体内的“外科医生”，也是在血管内精准送药的“快递员”。

全球首个用于内镜下球囊扩张术的软体机器人

最近，在经自然腔道介入医疗领域中，又出现了“微型外科医生”的身影：国际医疗器械展Medtec China 2023近日了解到 中国科学院与哈佛医学院的科研人员将球囊扩张术与软体机器人技术结合，开发了全球首个用于内窥镜检查和球囊扩张的软体机器人！这种内窥镜软体机器人的设计能够消除因组合使用医疗器械而产生的视觉遮挡问题，它还能提供观察转角的能力，这是目前在气道中最常用的直刚性内窥镜无法实现的。另外，这种设备也足够便宜（仅不到35元人民币），可以作为一次性设备使用，同时还能适应不同的管腔内径。

这个机器人可以推动自己在气道内移动、转弯，并进行扩张治疗。

内窥镜下球囊扩张术是指在内镜引导下将球囊送至腔内狭窄处，进行扩张狭窄管腔的治疗方法，一般用于治疗气道、食管等部位的各种良性狭窄。

虽然这种治疗手段已经很成熟，但还面临一些挑战：内窥镜需保持距离狭窄组织一定距离以提供视野，但球囊却要深入腔道，越过内窥镜而抵达狭窄组织。此时，球囊导管会阻断内窥镜视野，遮挡组织的位置，如果患处位于狭窄角落，例如肺闭塞等，会进一步增加可视化球囊定位、监测扩张和检查扩张组织的难度。

想要了解更多包括内窥镜研发设计等更多医械前沿技术，尽在国际医疗器械展Medtec China 2023技术论坛J：高端有源医疗设备核心部件与技术论坛，议题或将包含核心部件在内窥镜产品的创新设计和技术研发中的应用、一次性内镜图像传感器CMOS技术详解等，会议内容再次升级，高校、医院、企业的嘉宾讲多维度剖析高端有源医疗设备制造要点及发展。

为解决这个问题，中科院开发了这款可伸缩软体机器人，它自带驱动气囊和用于治疗的扩张球囊，可自发地在人体腔体内移动并转弯，移动速度可达3mm/s。同时它还装有摄像头，来充当医生的“脑”和“眼”：

▍机器人是如何做到的？

机器人包括头、身体和尾巴，均由球囊组成；其中头和尾巴的球囊用于径向扩张以产生牵引力，头腔内装有微型摄像头；头尾的结构是环形的，管内腔开放，这种结构既方便呼吸，又为成像系统提供了一条通道。

头尾之间的身体是机器人运动的主要驱动来源，身体由三个气囊组成，内部带有螺旋线圈：

通过PS2游戏控制器协调各个气囊的充气/放气序列，从而产生正负压差：

使用正压时，膨胀的气囊抵抗弯曲和屈曲，气囊产生线性伸长；减压时，气囊产生线性收缩。而需转弯时，并联球囊选择性冲/放气，使身体弯曲。因此，机器人可在3D环境中转弯，向前、向后运动。

国际医疗器械展Medtec China 2023自2016年起布局医疗电子，从最初的电子部件、电机&传动控制展区到2021年首开的高端医疗设备设计与制造专区，目前已经有包括日立金属投资（中国）有限公司 、砷泰中国 、东莞市雨菲电子科技有限公司、上海孚蕊哲静电科技有限公司 。

这项研究的特别之处在于，不同于其它软机器人通常由硅胶等弹性材料制成，内窥镜机器人使用了无弹性的塑料薄膜建造，这样做有几点好处：除价格便宜外，这种材料在膨胀时不会被拉伸，因此机器人的头、身体、尾部的多个气囊在较低的充气压力下可以发生相同的体积变化，而且也可以更快的填充和清空气体，让机器人行走得更快。

文章来源： 机器人大讲堂