当前位置: 医疗机械 >> 医疗机械发展 >> 人机合作的手术,会走向怎样的医学未来
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视觉中国文|观察未来科技
近日,0世界机器人大会在北京亦庄拉开帷幕,手术机器人是此次展会的一大看点。在展会中,冬奥会运动员通过穿戴外骨骼机器人产品,进行恢复行走能力的康复训练。各式各样的手术机器人进入手术台,成为医生实现精密操作、提高手术效率和质量的重要帮手。
显然,人工智能在改善手术服务方面有着巨大的潜力。在不远的未来,医学将会由病人、医生、人工智能组成完美的三角关系——医生很有可能会凭借人工智能来加强自身的能力,而人们则能接受更先进的手术与治疗。
与人类合作
当然,不管是什么形式的手术机器人,应用的底线都是安全——因为与其他领域相比,医疗领域必须将安全摆在第一。在外科手术领域,一台手术的成败往往跟手术团队的经验与默契程度、医生个人的身体与心理状况密切相关。
基于此,当人工智能参与手术,其目标也并不是取代医生,而是为了将医生们从重复性的任务中解放,让医生的能力最佳化,实现最佳的手术效果——手术机器人的出现,可以在很大程度上弥补人的因素导致的失误。
年,美国人设计出一套名为PROBOT的前列腺手术系统,这是世界上第一台外科手术机器人。年,“手术机器人之父”王友仑研制成功的扶镜机械手“伊索”,成为美国食品药品监督管理局(FDA)批准注册的第一台手术机器人,由此开启了手术机器人的商业化之路。年,在“伊索”的基础上,通过加装内窥镜等一系列改造,诞生了“宙斯”系统。“宙斯”可以通过遥控操作为病人进行微创手术,已经是一套完整的手术机器人系统。
年,美国直觉外科公司研制的达芬奇手术机器人横空出世。达芬奇手术机器人沿用了“宙斯”使用内窥镜的思路,并在3D成像和精准控制上进行了大幅提升。它由控制台、机械臂、成像系统三部分组成,能以微创法实施复杂的外科手术。临床应用结果表明,利用达芬奇手术机器人进行的手术具有更高的精确性、更好的操控。因此,达芬奇手术机器人受到了全球外科医生的欢迎。
年,天津大学也开发出了与达芬奇手术机器人类似的“妙手S”系统。为规避相关专利风险,该系统采用了许多创新设计,主要由医生控制台和从手台车两大部分组成,可应用于肝胆胰外科、胃肠外科、泌尿外科、妇科、胸外科。“妙手S”已在年9月通过了中国国家食品药品监督管理总局(CFDA)的创新医疗器械特别审批,其产业化工作由天津大学、威高集团共同推进。
除达芬奇、妙手S这样的腹腔镜手术机器人外,骨科手术机器人、神经外科手术机器人也是手术机器人领域的研发重点。天智航研发的天玑骨科机器人能处理长骨骨折、股骨颈骨折、骨盆骨折等骨创伤,手术精度可达到0.8毫米,使患者减少70%以上的术中辐射,并可减少术中失血量和组织微创。
柏惠维康研发的“睿米”神经外科手术机器人定位精度达到1毫米,创口仅有毫米,已应用于颅内活检、脑出血、帕金森、癫痫等近百种神经外科疾病。目前,天玑和睿米都已取得由CFDA颁发的第三类医疗器械注册证。
还有几十种手术机器人正在推向市场,尤其是在年达芬奇手术机器人的第一批专利保护陆续到期后,美敦力、施乐辉、强生、西门子、史赛克、GlobusMedical、NuVasive、ZimmerBiomet等公司争更是相继涌入手术机器人市场,斥巨资并购相关企业,争夺市场蛋糕。
几乎所有专业的机器人都在研发中。值得一提的是,这些机器人大部分都是人机合作机器人,换言之,它们的主要作用是帮助外科医生,而不是代替外科医生。比如,此次展会上,康多机器人的外科手术系统可以在手术过程中,将图像放大10倍以上,让医生更加清晰的看到患者内部解剖结构。它还有七自由度的主操作手,能真实模拟医生手部位置和姿态。
并且,外科机器人医生能够以非常低的成本——只占现有成本的极小一部分,就能完美地完成常规手术,其大众化前景自然是十分美好的。当价格低廉、技术水平高超的手术机器人真正出现时,未来,与手术相关的医疗费将会大大降低。
手术的未来
与其他机器人不同,手术机器人往往都由多个部件组成,有操作手术的机械臂装置,有辅助医生看清患者体内图像的显示屏装置,有的还有脚踏等,都是保证手术机器人能够更好、更快完成工作的关键。
相较传统手术,手术机器人优势也是显而易见的——手术机器人更加精准和精细,在手术和住院时间、减少失血量、并发症发生率、术后恢复等方面都具备一定的优势,能明显提高病人术后生活质量。
比如,在前列腺癌切除上,普通切除方法下,部分病人会丧失性功能,这是因为性神经极为纤细,借助普通医疗器械无法观察到,而手术机器人可以让更高比例的患者保留“性”的权利。
再比如,在腹腔镜下,医生只能看到黑白平面、放大两倍的图像,而手术机器人则能做到3D彩色、放大10-15倍;腹腔镜手术是人手控制腔镜,手的颤抖在终端会被放大,影响手术精确性;而手术机器人由医生操作电脑控制,不存在抖动问题。
手术机器人的精准和精细,也让机器人手术出血量大大减少。以胃癌病人为例,传统胃癌手术病人往往要开膛剖腹,手术时间至少3小时以上,手术一般需输血毫升左右,而机器人手术平均只要50-70分钟,且由于手术更加精准、术中几乎不出血,所以一般不需要输血或只输50毫升,伤口愈合也更快。
除了成熟的手术机器人受到了广泛
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