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　　升級換代機器人正步入醫(yī)療消費市場并邁向醫(yī)學(xué)

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　　一流制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業(yè)眾所周知研討會

　　“達文西”并不是術(shù)后機器人的鼻祖。“第一例機器人遠距外科術(shù)后于1985年展開，當(dāng)時是利用工業(yè)機器人穩(wěn)定病人頭部，便于外科術(shù)后鉆孔和將組織取樣針插入指定邊線。”孫令銜繁雜網(wǎng)絡(luò)管理與掌控北歐國家重點項目生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究員譚民在《機器人技術(shù)科學(xué)毒理》中如是說。

　　如同“阿爾法狗”帶動了AI產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，“達文西”讓人們認同機器人遠距外科術(shù)后，并極大助推了醫(yī)療與康復(fù)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

近日，有科學(xué)分析報告顯示，智慧醫(yī)療機器人的應(yīng)用日益廣泛，并成為醫(yī)療行業(yè)中關(guān)注的熱點。全球智慧醫(yī)療機器人消費市場保持高速增長態(tài)勢，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋醫(yī)療術(shù)后、康復(fù)體育運動、醫(yī)護遠距和醫(yī)療后勤等數(shù)個門類。此前有專家如是說，現(xiàn)階段，國外醫(yī)療機器人的占有率正逐步降低，我國的醫(yī)療機器人正在步入消費市場。

　　靜脈跟進機器人已練成洞察力感官

　　人們熟知的機器人是笨重的，如何讓這些鋼鐵家伙扛得起“大包”，又玩得轉(zhuǎn)“醫(yī)學(xué)期刊”呢？這條“新銳”路上，洞察力的感知、實時的信號、最優(yōu)化的處理一個也不能少。

　　與“達文西”機器人的功能不同，另一類機器人須要更洞察力的感官，來迎接另一類場景的艱巨考驗。靜脈是遍布全身、形態(tài)各異的繁雜網(wǎng)絡(luò)，而靜脈跟進機器人能夠在靜脈中穿梭、遠距醫(yī)師完成靜脈跟進術(shù)后，練成了當(dāng)之無愧的洞察力技藝。

靜脈跟進術(shù)后須要在專門的氣管室中展開。由于須要X伽馬射線成像，才能操作方式氣管、導(dǎo)絲等跟進器械，過去醫(yī)師在術(shù)后過程中必須身穿沉重的鉛衣。在術(shù)后過程中須要頻繁調(diào)整視角、病人邊線并注射腦脊液，術(shù)后時間長。長期在氣管室中工作還易出現(xiàn)脊柱病、白內(nèi)障甚至癌癥等職業(yè)病。

　　危險的地方讓機器人代勞。現(xiàn)階段數(shù)個北歐國家已經(jīng)研制了氣管跟進術(shù)后的遠距機器人，眾所周知的功能是針對冠狀動脈窄小，遠距醫(yī)師遞送氣管、導(dǎo)絲、支架等跟進器械。

　　在靜脈里穿梭，每行進一毫米都要微米不差：經(jīng)過主動脈，必須快速透過，以減少X伽馬射線和腦脊液的使用。經(jīng)過窄小炎癥部位，須要高精度操作方式才能使導(dǎo)絲或氣管穿過窄小炎癥。

高精精準度、速度、策略在機器人“養(yǎng)成”的過程中一個也不能少。“靜脈跟進術(shù)后中，醫(yī)師手掌搓捻導(dǎo)絲時，手掌下肢的屈曲視角和推送導(dǎo)絲時手部的空間邊線及方位都是影響術(shù)后成功的關(guān)鍵因素。”孫令銜繁雜網(wǎng)絡(luò)管理與掌控北歐國家重點項目生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究人員奉振球說，為此科學(xué)研究團隊利用光纖統(tǒng)計數(shù)據(jù)頭盔，透過對人手骨骼和手掌下肢體育運動規(guī)律的分析，提出了一類手掌屈曲視角識別的方法，建立了手掌屈曲視角與統(tǒng)計數(shù)據(jù)頭盔輸入的映射關(guān)系。

“我們根據(jù)這個方法，解決了統(tǒng)計數(shù)據(jù)頭盔輸入實用性不明確的問題，展開了屈曲視角實驗并驗證了方法的有praziquantel。還透過引入電磁跟蹤傳感器，對傳統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)頭盔展開改良。”奉振球說，這將彌補現(xiàn)階段的靜脈跟進機器人缺少感官意見反饋或者感官意見反饋不夠精細的缺陷，使得醫(yī)師在機器人的操作方式端擁有真實精細的感官。

　　康復(fù)機器人消費市場體量快速增長

　　有調(diào)研統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球醫(yī)療機器人的消費市場體量預(yù)計將從2016年的49萬美元以21．1％的年復(fù)合增長率擴大到2021年的128萬美元，其中，術(shù)后機器人的體量最大，康復(fù)機器人的增速最快。

　　如果說術(shù)后機器人是“暢享醫(yī)學(xué)期刊”的“好把式”，那么康復(fù)機器人就是會“Champa鄒漢青”的“知心人”。

　　“病人的體育運動企圖和實際的體育運動能力都要兼顧到。”孫令銜繁雜網(wǎng)絡(luò)管理與掌控北歐國家重點項目生物醫(yī)學(xué)副科學(xué)研究員宗馥莉說，為了完成機器和人的“交互”，可以透過反映病人體育運動企圖的表層肌電脈沖，將統(tǒng)計數(shù)據(jù)經(jīng)頻率放大器“虛擬”成關(guān)節(jié)節(jié)律性收縮，康復(fù)機器人感受到放大器就能遠距病人執(zhí)行體育運動訓(xùn)練了。

康復(fù)機器人可以讀取肌電數(shù)據(jù)，那么病人的肌電脈沖與連續(xù)的體育運動或力／力矩之間如何對應(yīng)呢？這是康復(fù)機器人能夠“Champa鄒漢青”的關(guān)鍵，因此須要建立兩者之間的動態(tài)模型。

　　在前不久的中國醫(yī)療機器人翠湖論壇上，中國康復(fù)科學(xué)研究中心外科主任趙軍如是說了耳聾雙足體育天體力學(xué)和力學(xué)分析及康復(fù)訓(xùn)練姿勢的設(shè)計的科學(xué)研究工作。他表示，為了將醫(yī)學(xué)經(jīng)驗無限接近地傳遞給機器人，醫(yī)學(xué)工作須要“統(tǒng)計數(shù)據(jù)化”，例如結(jié)合一流的姿勢捕捉、足底壓力及表層肌電采集等技術(shù)，從下肢體育天體力學(xué)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、力學(xué)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、關(guān)節(jié)活動等多方面對淋巴結(jié)炎耳聾病人展開更全面和精細的雙足分析，根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計更加科學(xué)和有針對性的康復(fù)訓(xùn)練姿勢。

“一款康復(fù)機器人醫(yī)療為什么這樣行、那樣不行，須要深入的理論基礎(chǔ)和機理的科學(xué)研究，基礎(chǔ)來自醫(yī)學(xué)。”中科院自動化所副所長戰(zhàn)超表示，做康復(fù)機器人須要與醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的深入結(jié)合，少不了醫(yī)院與科學(xué)研究院的“院院聯(lián)合”，在理論基礎(chǔ)的指引下，才能生產(chǎn)出經(jīng)得起病人和消費市場檢驗的機器人。

　　從生物醫(yī)學(xué)到醫(yī)學(xué)期待“臨門一腳”

　　“達文西”機器人的成功一定程度上得益于其被FDA批準步入醫(yī)學(xué)，現(xiàn)階段全球正在使用的約有4000余臺。對于醫(yī)療器械來說，拿到生產(chǎn)許可證是其得以步入消費市場的“臨門一腳”。

　　2016年11月16日，天智航公司取得了北歐國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）頒發(fā)的術(shù)后機器人醫(yī)療器械注冊許可證，成為國際上唯一能夠開展創(chuàng)傷骨科、脊柱外科術(shù)后的骨科機器人系統(tǒng)。

2018年6月26日，大艾公司旗下的外骨骼機器人獲得CFDA注冊證，成為中國首個透過CFDA認證的下肢外骨骼機器人，是實行第二類創(chuàng)新醫(yī)療器械“綠色通道”審評審批政策后全國第一個二類創(chuàng)新醫(yī)療器械。

　　隨著科技成果轉(zhuǎn)化制度的完善與健全，各科研院所相繼出臺了轉(zhuǎn)化細則，讓基礎(chǔ)科學(xué)研究成果得以轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，有渠道擁抱消費市場。擁有科研院所“血脈”的創(chuàng)新引領(lǐng)者們逐步邁向消費市場，推進原創(chuàng)成果的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。“我們的靜脈跟進機器人是在中科院自動化所十多年積累的基礎(chǔ)上自主研制出來的，經(jīng)過了生物醫(yī)學(xué)原理樣機到產(chǎn)品樣機的轉(zhuǎn)變，透過技術(shù)創(chuàng)新解決了現(xiàn)階段國外產(chǎn)品還存在的一些不足。”奉振球說。

現(xiàn)階段，中國的醫(yī)療機器人產(chǎn)品從生物醫(yī)學(xué)步入醫(yī)學(xué)仍有很長的路要走，包括在醫(yī)學(xué)試驗中驗證它的安全性和有praziquantel，隨后進行注冊審批。《醫(yī)療器械優(yōu)先審批程序》于2017年1月1日起施行。針對一部分具有明顯醫(yī)學(xué)優(yōu)勢的境內(nèi)三類和進口二、三類醫(yī)療器械注冊申請實施優(yōu)先審批，這為各類優(yōu)質(zhì)醫(yī)療器械的快速普及帶來極大的推動力。

　　有資料顯示，哈工大在腹腔鏡、骨科、跟進術(shù)后等領(lǐng)域開展科學(xué)研究，中科院自動化所、沈陽所、深圳院等在靜脈跟進、骨科等領(lǐng)域開展科學(xué)研究，天津大學(xué)在腹腔鏡、顯微外科等領(lǐng)域開展科學(xué)研究，北京理工大學(xué)在軟組織穿刺、顱頜面外科等領(lǐng)域開展科學(xué)研究，復(fù)旦、浙大等也都在醫(yī)用機器人方面開展了科學(xué)研究。其中有不少獲得了融資，開啟了機器人的步入消費市場之路。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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