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醫療機器人該如何發展

機器人來自于人類浪漫主義思維的放飛。它從人類美好的幻景中走出來，解放人類雙手，甚至在工作效率方面優于人類。機器人的發展方興未艾，對于機器人應用在更加細分的醫療領域，低智能機器人顯然已經無法滿足臨床應用需求。站在“新基建”風口，醫療機器人新技術與臨床應用又將走向何方，在第三屆國際醫用機器人創新發展論壇上，中國工程院院士、中國生物醫學工程學會醫用機器人工程與臨床應用分會主任委員田偉帶來了他的思考。 Robot從幻想走進現實《湯問》十三章中提到，“能倡者”巧夫頜其頤……描述了非常著名的巧匠，為周穆王制造了一個歌舞機器人，這也是人類通過文學對于機器人最早的幻想與追求。1920年，捷克作家卡雷爾在其諷刺劇《羅薩姆的萬能機器人》中塑造了一個愿意為人類服務的機器奴仆ROBOTA。如今機器人（Robot）一詞便是來源于此。直到1958年，機器人終于從浪漫的文字中走入現實，機器人UNIMATION的誕生，讓企業驚喜地發現，它能準確地重復著笨重且標準化的勞動，不知疲倦，它在生產線上比工人的效率還要高。從最早應用于工業領域的大型機器人，到如今花費千元就可以得到一個小型陪伴機器人，機器人一詞開始與多個領域相融合，體型也變得“苗條”“小巧”。那機器人不斷革新的過程中，如何劃定機器人的范圍？田偉認為，機器人應該是以模擬和超越人的某些能力為目標，在運動過程中，部分或者全部進行自主判斷和運動的設備。具體來講，可以分為低智能機器人，即按照標準化程序進行判斷和運動的機器人，某些能力會超越人類；高智能機器人，即按照人類規定的社會法規和道德倫理原則，通過學習不斷提高水平，某些能力可以遠超人類，對已知和未知事物進行自主判斷和行動的機器人。醫療機器人在矛盾中前行 “希望標準化而又難于標準化，因為人太復雜，每一個人都有它的個體性；希望對象是剛體，而實際上人的組織是軟體；工程師希望制造的機器人能替代醫生，但醫生希望有一個助手。”田偉認為，在這樣的矛盾和需求中，醫療機器人也是不斷向前發展的。 1985年，基于工業機器人平臺的拿來主義，腦組織穿刺機器人出現，由于操作繁瑣和不準確兩個致命缺點，很快被棄用。1991年，第一個專用骨科手術機器人RoboDoc誕生，主要用于全髖關節置換術及全膝關節置換術，在技術方面根據臨床需求設計力學傳感器監測各關節力學信號，安全控制得到保障。但它體積較大，操作不便，根據對象人的可動和個體化的特點，坐骨神經損傷機率較高，曾一度被FDA撤銷資格。 “人工關節置換跟其他骨科手術最大的不一樣，就是它相對比較標準化，基本用各種模具來引導各種平面，然后進行安裝，相對來說比較容易操作，RoboDoc就是抓住這一點，用機器人替代標準化操作。之后關節機器人不斷改進，但改變了它的思路，不再去想代替醫生操作，只去約束醫生操作的危險邊界，跟隨可動體。”田偉說。 1995年，軟組織外科機器人宙斯的出現，改變了過去機器人主動操作的模式，改為模擬動作微創，即沒有任何自主操作，通過人在遠處控制機械手完成手術。但當時通訊技術制約了宙斯的廣泛應用。之后，“達芬奇”系統，采用機器人與床分離，由人機控制臺、裝有四只7DOF手臂的手術臺和高精度3DHD視覺系統構成。田偉認為，“達芬奇”成功的原因在于，一是放棄替代醫生和主動操作的思路；二是建立了遠隔操控小手系統，顯微鏡視覺解決了光源和醫生的放大視覺，使醫生對于微小部分能夠進行準確操作；三是超孝多角度操控，比人手靈活且穩定，符合微創外科的趨勢。攻關15年中國“天璣”聞名世界 2015年，田偉團隊運用“天璣”骨科手術機器人為一位寰枕畸形伴顱底凹陷癥的43歲患者成功實施了世界首例“寰樞椎經關節突螺釘內固定手術”。一顆螺釘使“天璣”世界聞名。 “天璣”歷經15年艱苦攻關，兼容2D與3D模式，獨有入釘點及釘道計算智能算法，機械臂精準運動到規劃位置，借助骨科引導器，為醫生提供精準穩定的導針置入路徑。目前，“天璣”在臨床精度、適用部位、醫學影像、配準方式四項指標上均領先國際產品。時至今日，天璣手術機器人完成導航機器人手術14800余例，上頸椎手術320例，準確率達98.6%，比傳統手術提高53.6%。此外，天璣還實現了國際首次5G多中心遠程實時骨科機器人手術。田偉說：“目前手術規劃還是需要醫生來做，基層醫院經驗不足，5G+手術機器人的方式給了他們很大的幫助。這背后，一方面能夠解決基層老百姓的治病問題；同時也給了基層醫生更多實際參加手術學習的機會，在解決醫療均質化方面也提供了一個很好的幫助。” 今后，醫療機器人該怎么發展？田偉建議，應該以病人利益為中心，要設定一個恰當的目標，不要去模仿和替代醫生，而是要給醫生提供一個嶄新的幫助；二是必須要凝練出真正的短板和需求到底是什么；三是醫工企三方合作，合力推動共同目標實現；四是政府的政策支持；五是整個社會都要對機器人有非常好的認知和嚴肅的評價。責任編輯：YYX

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