“产业之光”系列讲座:医疗机器人的发展与展望

手术机器人时代是否即将来临?未来的手术将由机器人自动完成?机器人行业井喷发展之下,医疗领域的机器人也在逐渐进入人们的日常生活。2017年4月20日,我校邀请了来自上海微创医疗器械(集团)有限公司的手术机器人项目总监何超,以人工智能实践与研发为出发点,介绍了手术机器人的优势、概况和分类应用,并对未来医疗手术机器人的领域拓展及重要作用提出展望,为到场的大二学生带来产业实践方面的启示。

何总首先介绍了手术机器人的发展历史。从上世纪80年代首次脑神经外科活检,到现在的骨科手术机器人业务,手术机器人经历了从技术逐步成熟、产业建立,到如今医疗巨头介入合作扩展产业领域的过程。而其中,微创伤医疗已替代传统的开口手术,三次外科手术革命奠定了医疗机器人的产业发展,医疗机器人也以其复杂技术保有最高的临床价值。以腹腔镜手术为例,在过去,胆囊摘除手术需要开腹操作,危险性大;而现在,通过毫米量级的开孔就能完成微创伤手术。我国第一例腹腔镜手术于1991年在云南完成,但由于医院名气不大、主刀医生年轻、相关技术不为人所知等原因,案例刚在我国面世时不被普遍认可,机器人后来才作为医生手术的零件被广泛应用。

数据显示,目前机器人手术已与传统手术平分市场,并呈快速增长态势,其中微创手术机器人的年手术例数超过60万例,涉资40亿美元,这一数字预计将在2018年达到150亿美元。随着技术与产业的蓬勃发展,机器人手术的发展势头可谓势不可当。

据何总介绍,作为医疗机器人的一类,微创伤手术机器人虽不适用于复杂手术,但已成为医疗手术领域的重要工具之一,其中的关键则是机器人技术与微创伤外科技术的有机结合,相当于通过操作台将医生的手眼放在腔内进行操作。其关键技术变革体现在以下三点:在腹腔内部增加手腕,遥操作控制,3D立体视觉。通过生动的视频展示,何总还向同学们介绍了多孔腹腔镜、单孔腹腔镜、经自然腔道、骨科、血管支架等其它手术机器人领域的技术产品,使同学们对相关技术目前发展的优缺点有了初步了解。

未来的手术机器人将在技术发展上有哪些方向的突破呢?何总如此展望——手术机器人将超越生理极限,从记录绘制剥鸡蛋壳内膜的运动曲线,到眼科手术仅一毫米的创伤伤口,手术机器人将在高精度上超越人类所能达到的极限;从术前手术规划,到书中信息增强和操作引导,再到虚拟约束,医学信息的融合还将帮助手术机器人进一步辅助医生诊断治疗。

最后,同学们就目前行业技术发展及挑战、开源系统、技术细节等提出问题。何总坦言,人体手术需要医生数年的经验积累,而为保证空间灵活性,机器人还需要满足六个自由度上的要求,因此作为一个庞大而复杂的系统,手术机器人的产品研发偏向研究,仍存在技术不够成熟、功能缺失等问题。不过,虽然只是医生的遥控装置,但研发者们还是为手术机器人赋予了如滤波检测等一定算法,来帮助防止医生的一些失误。

或许某一天,真如本文开头所提到的那样,机器人自动完成手术或将成为领域的终极目标得以实现。而目前,对于一个高新技术产业的发展而言,技术、伦理、法律等相关范围仍还有很长的路要走……

文稿/徐昊  摄影/张杨

 

友情链接