【前沿】“2017年世界醫(yī)療機(jī)器人大會(huì)”上頂級(jí)專家又帶來哪些最新研究?(上)
在一個(gè)醫(yī)生數(shù)量有限,但新興疾病不斷和超級(jí)細(xì)菌頻生的世界里,醫(yī)療保健不僅僅是每個(gè)國家社會(huì)、政府、個(gè)人都關(guān)注的問題,也是科學(xué)界所關(guān)注的重要領(lǐng)域。
放眼全球,最為發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)體美國,也因?yàn)楣叫圆、效率低下等問題而不得不進(jìn)行醫(yī)療改革。在中國,醫(yī)療和教育、住房并列為三大民生問題,目前也存在著醫(yī)患關(guān)系差、以藥養(yǎng)醫(yī),以及醫(yī)療資源地區(qū)間不平衡等問題。而在醫(yī)療服務(wù)最為堪憂的印度,這個(gè)人口紅利每年大約增長(zhǎng)7%的國家,醫(yī)生與病人的比例卻是世界最低的,平均每1000人只有0.2名醫(yī)生,不到美國的五分之一。又因?yàn)樘厥獾膰,印度在醫(yī)療衛(wèi)生方面的財(cái)政投入也嚴(yán)重不足。
如果說醫(yī)療科技做輔助診療和看護(hù)對(duì)于發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體來說是錦上添花,但付諸于中等欠發(fā)達(dá)和較落后的地區(qū),能夠彌補(bǔ)人才短缺和體制缺陷,它的作用可謂雪中送炭。
事實(shí)上,用AI技術(shù)解決特定健康問題和疾病早已有研究。令人欣喜的是,在近日舉辦的“2017世界醫(yī)療機(jī)器人大會(huì)”上,頂級(jí)醫(yī)療科技專家先后發(fā)表了最新研究成果。以下為OFweek醫(yī)療網(wǎng)編輯整理匯總部分成果:
洛桑理工大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任/瑞士技術(shù)科學(xué)院(SAWT)院士/IEEE頂級(jí)期刊審稿人
Hannes Bleuler:
我們的目的就是想建設(shè)、發(fā)展更多的醫(yī)療設(shè)備來輔助手術(shù),降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)此,Hannes Bleuler介紹了團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一款用于手術(shù)的新型醫(yī)療機(jī)器人。據(jù)他介紹,這款機(jī)器人的優(yōu)越性能主要體現(xiàn)在三點(diǎn):其一,在整個(gè)醫(yī)療手術(shù)全程都是通過機(jī)械手來定位,非常精準(zhǔn),醫(yī)生操作簡(jiǎn)單便捷;其二,可以通過醫(yī)療影像全程真實(shí)的感受內(nèi)部操作,現(xiàn)實(shí)感很強(qiáng),醫(yī)生能對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行充分的操作和控制,流暢感很好;其三,能夠?qū)Ω骨荤R的工作流進(jìn)行嚴(yán)格把控及融合,同時(shí)比常規(guī)系統(tǒng)成本低十到十五倍。
目前,這款產(chǎn)品已經(jīng)可以應(yīng)用于泌尿等一般的手術(shù)當(dāng)中,2018年將率先進(jìn)入到歐洲市場(chǎng)。
慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)教授/IEEE醫(yī)學(xué)影像學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像分析與國際期刊計(jì)算機(jī)視覺編輯委員會(huì)副主編Nassir Navab:
熱點(diǎn)成像可以體現(xiàn)在各種產(chǎn)品上,和機(jī)器人技術(shù)可以進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在醫(yī)學(xué)方面,最近的研究成果是有關(guān)于X光的深度學(xué)習(xí),進(jìn)行深度的剖析。比如說把內(nèi)臟通過成像技術(shù)三維立體展示出來,可以方便研究人員進(jìn)行研究。
在應(yīng)用上,Nassir Navab表示,熱點(diǎn)成像可以充分結(jié)合機(jī)器人觸手,以及其它成像方面的技術(shù)。與此同時(shí),也可以進(jìn)行手術(shù)機(jī)器人的開發(fā)。至于手術(shù)數(shù)據(jù)的科學(xué)性方面,首先需要把各個(gè)領(lǐng)域拆分成各種來源,然后精選出合適的建模技術(shù)來呈現(xiàn)各種的角度,其次速度、技術(shù)方面的靈活性和兼容性也非常重要,最后一方面就是可再生產(chǎn)性、可靠性、可應(yīng)用性以及安全性。
美國醫(yī)學(xué)科學(xué)院國際院士/南京醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)/國際物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)前任主席勵(lì)建安:
在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域,主要可以分為兩大類,包括訓(xùn)練機(jī)器人和輔助器具機(jī)器人。訓(xùn)練機(jī)器人的目的是希望我們的生理機(jī)能夠通過訓(xùn)練得到改善,但如果當(dāng)訓(xùn)練機(jī)器人發(fā)展到某天功能不能再進(jìn)步的時(shí)候,就需要輔助器具機(jī)器人。
在輔助器具機(jī)器人的使用上,軟體機(jī)器人一定是未來發(fā)展方向。目前,中國科技部正在進(jìn)行科技重大項(xiàng)目答辯,醫(yī)療機(jī)器人方面有兩個(gè)重大研究項(xiàng)目,一個(gè)是截癱機(jī)器人,一個(gè)是偏癱機(jī)器人。這兩種機(jī)器人在設(shè)計(jì)上有兩個(gè)明確的方向:不再使用外骨骼,取而代之使用軟體;另一個(gè)是人機(jī)共融,讓人和機(jī)器能夠協(xié)調(diào)在一起,從而使用者能夠隨心所欲。
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機(jī)器人與智能系統(tǒng)學(xué)院教授/多尺度機(jī)器人研究所所長(zhǎng)Bradley Nelson:
關(guān)于軟微型機(jī)器人在醫(yī)學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用,機(jī)器的運(yùn)算磁場(chǎng)該如何進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算?我們的最新產(chǎn)品研究主要基于兩種方式:一種是磁場(chǎng)動(dòng)力方式,一種是磁場(chǎng)的矩陣方陣。另一方面,在電池操作系統(tǒng)上,我們的方式主要是通過三維的磁性物體來形成,工作區(qū)域由單線圈的磁場(chǎng)來做疊加。
以上研究目前主要應(yīng)用于人體的哪些部位?Bradley Nelson說,可以用在視網(wǎng)膜的治療,通過物理治療,視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)可以更加清晰的顯示。此外,也有其它的一些嘗試,比如應(yīng)用于人體的血管組織,人體的結(jié)構(gòu)中有很多血管組織,必須用一些非常精細(xì)、軟化的機(jī)器穿過血管實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接,使得血液不會(huì)大量流出。
國家外專****特聘教授/曾任IEEE亞太區(qū)主席,IEEE納米技術(shù)學(xué)會(huì)首席主席Toshio Fukuda:
從1995年到現(xiàn)在為止,我的目標(biāo)之一是研究分型支架,還有只有一毫米寬的微型導(dǎo)管,在這些技術(shù)基礎(chǔ)上,我們?cè)斐隽丝梢赃\(yùn)用于微型手術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)。
另外,Toshio Fukuda介紹了半機(jī)械人,在他看來就是機(jī)器人、人體,以及生物器官之間的混合體,把他們?nèi)诤显谝黄饛亩鴺?gòu)建完美的系統(tǒng)。很多的生物系統(tǒng)都可以用來構(gòu)建半機(jī)器人,可以在人體當(dāng)中植入一些機(jī)器部分,來治療相應(yīng)的疾病和不適。
慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)眼科研究部主任Mohammad Ali Nasseri:
眼睛是人體非常敏感的部位,而且非常重要,對(duì)醫(yī)生的操作要求非常高。比如說AMD,是非常致命的眼部疾病,因?yàn)椴』继幹饕俏挥谝暰W(wǎng)膜附近,很容易發(fā)生操作失誤導(dǎo)致一些眼部損傷或視力下降的后遺癥。
目前,我們團(tuán)隊(duì)研究了一款能夠讓成像更加清楚,讓醫(yī)學(xué)影像和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行融入的醫(yī)療設(shè)備加速器。通過這款設(shè)備,醫(yī)生可以看到隱藏區(qū)域,發(fā)現(xiàn)隱藏部位的病理情況。與此同時(shí),我們現(xiàn)在有很多大數(shù)據(jù),還有一些人工智能的技術(shù)可以幫助醫(yī)生去做更好的決策。
ROBO醫(yī)療機(jī)器人研究所所長(zhǎng)/蘇州大學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)研究院院長(zhǎng)孫立寧:
前不久,我們規(guī)劃了中國2030年在醫(yī)療器械方面的發(fā)展路線,總體來看是將機(jī)器人技術(shù)、3D打印技術(shù)等進(jìn)行融合,同時(shí)大力發(fā)展監(jiān)測(cè)設(shè)備、微創(chuàng)和無創(chuàng)治療,以及遠(yuǎn)程和移動(dòng)醫(yī)療,尤其是大力發(fā)展以穿戴設(shè)備為代表的健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng),以及康復(fù)假肢包括人工器官這一類,更重要的是結(jié)合人工智能的出現(xiàn),大力發(fā)展向健康信息化以及網(wǎng)絡(luò)健康顧問系統(tǒng),這個(gè)方面是一個(gè)比較新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
在產(chǎn)業(yè)化需求方面,包括應(yīng)用在手術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中,2016-2021五年機(jī)器人的復(fù)合增率達(dá)到將近19%,2020年醫(yī)療機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)值達(dá)到110億美元。這個(gè)速度非?欤以谡w的分布來看,手術(shù)機(jī)器人占整個(gè)份額的60%,可以看到手術(shù)類仍然占主流。其他方面的相對(duì)較小,但持續(xù)增長(zhǎng)性也非常好。
歐洲骨科研究學(xué)會(huì)前任主席/Think Surgical矯形機(jī)器人首席研究員Martin Boerner:
如果對(duì)機(jī)器人的主動(dòng)性分類,可以分為被動(dòng)、半主動(dòng),以及主動(dòng)型機(jī)器人。對(duì)于被動(dòng)型機(jī)器人來說,只能跟隨外科醫(yī)生做一些動(dòng)作。半主動(dòng)型的,會(huì)根據(jù)成像提供有限的信息。而主動(dòng)型機(jī)器人會(huì)根據(jù)預(yù)先的成像和計(jì)劃來主動(dòng)進(jìn)行檢查。我們現(xiàn)在的主要研究方向是主動(dòng)型機(jī)器人的落地應(yīng)用。
阿布扎比哈利法科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院/機(jī)器人研究所副教授Cesare Stefanini:
從最初的手術(shù)到微創(chuàng)手術(shù)和腹腔鏡手術(shù),再到我們現(xiàn)在的細(xì)胞手術(shù),比如用干細(xì)胞治療人造病毒的方法已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的胃鏡治療,操作起來非常規(guī)范嚴(yán)格,對(duì)醫(yī)護(hù)人員的要求非常高。但這種治療方式會(huì)產(chǎn)生很多的疼痛,并且不容易操作。在這樣患者和醫(yī)生都面臨困境的情況下,可以通過無痛的內(nèi)窺鏡技術(shù)解決這些問題。比如通過電子驅(qū)動(dòng)的方式來進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助的膠囊作業(yè),目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。
KUKA醫(yī)療機(jī)器人商業(yè)拓展經(jīng)理Cyrill von Tiesenhausen:
比起其他的公司,KUKA的設(shè)備非常年輕非常小,我們要做的就是,將我們的機(jī)器投入到更多的區(qū)域、領(lǐng)域當(dāng)中,尤其是像微創(chuàng)手術(shù),還有像大型的,比如像腹腔鏡手術(shù)等等。
機(jī)器需要有更加輕量的造型,也就意味著質(zhì)量更小、動(dòng)量更小、同時(shí)損耗更低。輕量機(jī)器人的使用可以滿足“三高”要求:包括患者、外科醫(yī)生,以及醫(yī)院。他們有相同的,和各自不同的訴求,患者更加要求安全性,醫(yī)生對(duì)操作便捷有較高需求,而醫(yī)院在追求高質(zhì)量的同時(shí)也要保持成本的可控。目前,KUKA正朝向這些目標(biāo)努力。

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