中国智造!Nature聚焦中国医疗机器人,看看哪些机构入选了?

6月25日,Nature发布特刊“聚焦-中国医疗机器人”,特刊汇集了8位行业专家,12家中国代表性的产、学、研、医机构。

作者: 玉玲 来源: new healthcare 2020-07-10 14:01:48

6月25日,Nature发布特刊“聚焦-中国医疗机器人”,特刊汇集了8位行业专家,12家中国代表性的产、学、研、医机构。


通过访谈的形式,聚焦中国医疗机器人产业前沿技术、解析中国医疗机器人产业发展现状及未来趋势、向全球科学界展示中国医疗机器人行业重大科技项目和成果。 


值得注意的是,被报道的机构除了清华大学、医疗机器人产业创新中心、北京天智航医疗科技股份有限公司等高校、研究机构和企业外,北京积水潭医院是唯一一家入选的医疗机构。


健康界整理了Nature特刊英文原文、医疗机器人创新中心译文、被报道单位官网公开资料,希望帮助医疗机器人产业链上下游相关企业管理者及技术研发人员以及医护人员、医疗机构管理人员了解“中国智造”医疗机器人应用场景和发展情况。


北京积水潭医院——天玑机器人(TiRobot)

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天玑骨科手术机器人

图片来源:天智航官网


在接受访谈时,北京积水潭医院田伟院长提到,长期以来,外科手术发展受制于医生“手、眼”局限性,难以实现精准微创,阻碍了医学的发展。为了解决这一问题,积水潭医院从2002年开始研发骨科手术机器人。


2016年,北京积水潭医院领衔,与北京航空航天大学、中关村天智航医疗科技股份有限公司三方共同研发出机器人辅助手术产品——天玑骨科手术机器人。


天玑骨科手术机器人是世界上唯一能够开展四肢、骨盆骨折以及脊柱全节段(颈椎、胸椎、腰椎、骶椎)手术的骨科机器人,可用于全身十三处以上部位,辅助手术精度达到0.82mm,内固定优良率达到97.1%。


同时,天玑易操作,将手术时间缩短了27.1%。天玑骨科手术机器人还获得了国家食品药品监督管理总局(CFDA) 颁发的医疗器械注册许可证。


除了天玑骨科手术机器人,特刊还介绍了积水潭医院矫形骨科周一新教授团队研发的基于运动学-动力学优化的髋膝关节置换手术机器人、麻醉科王庚团队领衔研发的超声引导区域阻滞的人机协同穿刺机器人及冲击波科刘亚军团队的冲击波治疗机器人等,显示了积水潭医院在医疗机器人方面的探索和创新。


北京航空航天大学-睿米手术机器人(Remebot)


传统脑外科手术在颅骨上切口,会留下较大创伤,患者恢复期也很长。手术微创化一直是重要的发展方向。早在1997年,北京航空航天大学机器人研究所名誉所长王田苗就组建了医疗机器人研究团队,研发机器人辅助神经外科手术技术。

1999年,王田苗教授带领团队成功完成了一例机器人辅助无框架立体定向手术,实现神经外科机器人导航定位技术的重大突破,这项技术日后孕育出了神经外科手术机器人产品——睿米手术机器人。


睿米手术机器人是中国首款可用于辅助脑深部电刺激(DBS)手术的国产机器人,相当于脑外科手术的“GPS”系统,能够帮助医生在不开颅的情况下定位到颅内的细微病变,实现精准微创手术,系统定位精度达到0.5mm以内。


睿米手术机器人配有多模态影像处理及手术规划软件,能够处理多种医学影像数据,并能根据医生的手术规划进行自动定位,准确绘制手术路径,并优化手术方案。团队使用算法让机器人学会识别和避开障碍物,在非结构化环境中导航。机器人的六自由度机械臂可以灵活移动。


在进行数次迭代之后,睿米手术机器人逐步实现了临床多种术式的开展,如活检、脑出血抽吸、电极植入等。2003年,项目组成功完成国内首例机器人远程手术。2010年,北京柏惠维康科技有限公司开始对睿米手术机器人进行量产,并于2018年获国家药品监督管理局(NMPA)第三类医疗器械注册证。


罗森博特——骨盆复位机器人


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骨科手术机器人系统

图片来源:罗森博特公司官网


骨盆骨折是骨科治疗中最严重的创伤之一,通常需要手术治疗。手术第一个过程是"复位",即把骨折的骨盆恢复到原来的位置。


虽然微创的闭合复位能显著降低患者损伤,但由于无法直接看到骨折后骨盆情况,手术极其依赖术者的临床经验。复位不精准会延长患者恢复时间,甚至导致畸形愈合。


罗森博特就此需求,研发了具有骨折复位功能的骨科手术机器人,率先实现了术中实时3D导航、辅助骨折复位操作、自动手术规划等先进技术,实现从骨折闭合复位到微创固定全手术流程的智能化手术操作,满足临床治疗需求。


骨科手术机器人采用光学跟踪导航系统,可以实现体内骨骼实时、动态跟踪。与传统的二维X光图像相比,实时三维能更直观地展示空间信息,术中成像速度更快,也可以减少由于二维透视图像重叠造成的信息损失,提高手术的准确性和安全性。


天津大学—腹腔镜微创手术机器人


微创手术(MIS)通常是在内窥镜的帮助下,通过约1cm小孔进行复杂手术操作。相比于传统外科手术,微创具有手术创伤小、恢复较快等优势,被越来越多的医患接受和选择。


然而,在微创小切口约束下,医生无法直接观察腹腔内部器官组织,只能借助内窥镜。天津大学王树新教授表示:“机器人系统可以执行更灵活的动作,提供更清晰的视野,从而解决这一问题。”


从2000年开始,王树新团队一直致力于微创外科手术机器人的研制,并在柔丝传动机构领域取得了重大突破。创新地将丝的传动融入柔性,解决了四自由度运动解耦与传动效率瓶颈问题。


2007年起,在国家863计划支持下,王树新团队开始深入研究腹腔镜微创手术机器人系统,并于2010年开发出我国第一套微创手术机器人—“妙手A”系统。


团队设计的高清立体腹腔内窥镜系统也有助于确保精确度。外科医生可以放大病灶部位,更清晰地看到病灶,并据此调整手术。


具有灵活末端的内窥镜提供了可灵活扩展和调节的视角,解决了视野受限和图像畸变问题,能够再现腹腔内部场景。 外科医生的操作技能得到了很大的拓展,能够更灵巧地完成任务。 


现在,在5G技术发展下,王树新教授团队提出了一种主从通讯算法,保证了远程手术操作的动作连续性、动作映射的精准性。日后,王树新教授希望远程手术操作帮助提高微创手术的可及性。


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