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医疗机器人能否重新定义未来医疗模式?

近日,天津市第一中心医院心外科成功在达芬奇机器人的辅助下进行了微创冠脉搭桥术。作为新型微创手术设备,以“达芬奇”为代表的手术机器人在操作高难度手术时可实现三维成像,最高可将视野放大至10倍以上,机器人灵活的机械臂操作提升了手术的效率和安全性。

近年来,随着我国人工智能技术的不断提高,机器人进入到医疗领域,让精准医疗惠及于民。当机器人遇上医疗,会摩擦出怎样的火花?

部分医疗机器人产品中国与世界同步

人工智能的迅速发展和应用场景的不断扩展为医疗领域的进步带来了新的动力。山东思脉特奇企业管理咨询有限公司科技咨询顾问孙嘉奇向《中国电子报》记者介绍,2017年以来,人工智能在我国医疗领域的应用主要集中在医学影像,其他的应用领域包括健康管理、医疗机器人、智能诊疗和智能康复。

医疗机器人作为人工智能在医疗领域的深化应用,能够辅助医生进行医疗诊断和治疗,从而进一步推动医疗领域的信息化和智能化。按照国际机器人联合会(IFR)的分类标准,医疗机器人的产品主要分为四类:康复机器人、辅助机器人、手术机器人和服务机器人。孙嘉奇向记者介绍,康复机器人能帮助病人术后肢体恢复;辅助机器人能帮助医生进行术前的病人情况分析,实现有效导诊;手术机器人能通过清晰立体影像和灵巧机械手协助医生进行手术,缩小创伤区域,缩短康复时间;服务机器人能帮助医护人员完成各种繁琐工作,例如运输和配药。

目前我国医疗机器人的技术研发进展速度持续加快,产品也向更多应用场景延伸。赛迪智库电子信息研究所高级工程师张金颖表示,在辅助影像和病理诊断方面,医疗机器人产品助力远程精准分析医学影像及病理切片等结构化数据;在辅助护理方面,医疗服务机器人极大减轻了护理人员的负担;在辅助随访方面,AI随访助手打破随访的时间和空间界限,提升随访信息采集的覆盖面和准确性;在辅助健康管理方面,AI实时采集、分析和处理健康数据,实现精准医疗和健康管理。

北京邮电大学医疗机器人实验室主任苏柏泉表示,当前我国部分种类的医疗机器人正处于研发到取证的各个阶段。多种面向专科手术的医疗机器人正处于研发阶段,其中包括用于眼底疾病治疗的眼科手术机器人,面向肾病和泌尿系统癌症微创治疗的肾内介入以及经皮穿刺类治疗机器人和面向膝关节置换手术的全膝关节置换手术机器人等。多款单孔和多孔腹腔镜主从复现手术操作类机器人正处于取证阶段,这类机器人是通用的技术平台,可以完成丰富的手术细分类型。苏柏泉指出,对于处于研发和取证阶段的机器人,国外也同样处于研发和取证阶段,这一点中国与世界是同步的。

医疗机器人产业发展不会一帆风顺

医疗机器人已成为世界各国竞相投入和角逐的科技制高点,我国涉及医疗机器人业务的企业也逐渐增多。赛迪智库数据显示,目前我国涉及医疗机器人业务的企业数量已突破100家。

然而,我国医疗机器人产业的发展不会是一帆风顺的。苏柏泉告诉记者,目前我国医疗机器人的发展主要面临以下四大挑战。首要挑战来自专利保护壁垒。“当我们产生一个医疗机器人系统构想的时候,会发现专利数据库中已有类似受到专利保护的方案,这种情况下,我们开展再多的研究都很难转化为产品,因为专利持有人基本不会以可接受的方式授权。”苏柏泉对记者说。如何克服专利保护壁垒带来的研发挑战,苏柏泉也给出了建议:第一,科研人员要有更多超前思维,进行专利布局;第二,要从政策上鼓励企业、科研院所和高校相关人员进行大量的专利申请,同时政策上保证一定的专利质量;第三,还应成立专门的机构讨论专利布局的问题,不只依赖分散的研究团队根据各自的研究方向和兴趣爱好进行专利申请与布局。

产业发展面临的第二大挑战来自科技、产业等相关方面的政策。苏柏泉指出,目前国家重点研发计划对医疗机器人项目给予了很大的财政支持,国家自然科学基金对获批项目的基金使用也给了科技人员更大的自由度,有利于快速形成技术积累和产业转化。然而,要形成更大的技术优势,我国还需为科技人员提供更有力的政策和资金投入等相关支持。

第三大挑战来自医用机器人系统所需的关键零部件和可靠的软件系统。作为高度技术密集型的机器人系统,医疗机器人具有高技术、高门槛、高附加值的特征。我国医疗机器人产业的科研起步较晚,较高的技术壁垒和较大的研发难度使得我国发展该领域的核心技术基础薄弱。苏柏泉表示,目前我国大部分医疗机器人关键零部件选用的国外产品性能优于国内产品。可喜的是,针对这点,国家重点研发计划已开始支持关键零部件的研发。但在高可靠性医疗机器人软件开发方面还需要相关政策和资金投入等相关支持。

第四大挑战则来自医疗机器人系统手术安全。“面对医疗机器人新兴事物,如何制定相应的国家制造和检测标准,使得新型机器人的手术安全性获得公众认可是一个无法回避的关键问题。同时,从事物发展角度看,公众对手术机器人安全性的接受也需要10~20年安全手术记录的积累。”苏柏泉对记者说。

利用后发优势发展我国手术机器人产业

记者在采访过程中了解到,手术机器人集多项现代高科技手段于一体,其发展颇具前景。苏柏泉介绍,达芬奇机器人属于主从复现手术操作类机器人,医生可通过操作距离患者几米之外的操作台控制患者体内的机电系统,复现精细的手工操作。

本次天津市第一中心医院心外科对达芬奇机器人的成功运用可以给我国手术机器人产业的后续发展带来哪些启示呢?苏柏泉指出,未来我国手术机器人的发展可以利用后发优势,避免先发者遇到的问题,节省时间和资金成本;针对未被开发的手术类型开发专科医疗机器人系统,业内应建立专利壁垒,同国外产品产生交叉优势,节省国内患者的医疗费用;我国还应结合国情,利用中国制造规模化批量生产降低机器人综合使用成本,同时制定合理的使用政策,使大多数患者可以承受使用机器人手术所产生的费用。

结合自身在医疗机器人领域的工作经验和相关认知,苏柏泉对未来我国手术机器人的使用和发展作出了更具体的预测。“首先,主从复现手术操作类机器人将在最近2~3年之内进入临床。其次,由于机器人辅助(导航)手术系统的技术壁垒建立难度相对较高,未来3~5年将有更多新机器人辅助(导航)手术系统问世,这类系统也将延伸至更多手术种类,为更多手术提供高精度定位信息。再次,未来10年左右骨性组织定位与手术机器人辅助系统将迎来更大发展,更多骨性组织手术将由手术机器人辅助完成。同时,未来10年左右我国将出现十余种可进入临床使用的专科医疗机器人,这些主要由国家重点研发计划支持的部分机器人系统率先完成。最后,到2030年,我国医疗机器人系统国家标准将基本完备,使得医疗机器人手术操作更加规范,安全性被公众认可。”苏柏泉对记者说。

责任编辑:赵强


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