手術(shù)機(jī)器人、3D打印技術(shù)、ICU急救設(shè)備、眼科診療設(shè)備……技術(shù)創(chuàng)新正給醫(yī)學(xué)發(fā)展帶來(lái)更廣闊的空間。與此同時(shí)，越來(lái)越多的高端設(shè)備和技術(shù)也在加快國(guó)產(chǎn)化的腳步。
在去年國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委聯(lián)合工業(yè)和信息化部召開(kāi)的推進(jìn)國(guó)產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備發(fā)展應(yīng)用會(huì)議上，兩部委明確提出大力促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研醫(yī)緊密結(jié)合，推動(dòng)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)從仿制研發(fā)向自主創(chuàng)新轉(zhuǎn)型，加速?gòu)氖褂么髧?guó)向研發(fā)制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。從今天起，我們選取醫(yī)療領(lǐng)域備受關(guān)注的幾項(xiàng)新技術(shù)、新設(shè)備，從產(chǎn)業(yè)和行業(yè)的角度，為您呈現(xiàn)我們的解讀和觀察。
從高空跌落，因脊柱胸腰段壓縮性骨折而無(wú)法站立的王先生，不久前在北京積水潭醫(yī)院接受了該院院長(zhǎng)田偉及其團(tuán)隊(duì)操控骨科手術(shù)機(jī)器人實(shí)施的手術(shù)。田偉說(shuō)，機(jī)器人在皮膚上探明“病灶”后，在三維影像技術(shù)的輔助下，精準(zhǔn)地為患者植入6枚椎弓根螺釘，并對(duì)骨折處進(jìn)行了固定。
當(dāng)前，骨科手術(shù)機(jī)器人、顱頜面外科精確治療機(jī)器人系統(tǒng)、“妙手S”手術(shù)機(jī)器人等國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人輔助系統(tǒng)正四處“開(kāi)花”，手術(shù)機(jī)器人的時(shí)代正向我們走來(lái)。
研發(fā)路上產(chǎn)學(xué)研醫(yī)一個(gè)都不能少
田偉團(tuán)隊(duì)與北京航空航天大學(xué)共同開(kāi)展的“基于影像導(dǎo)航和機(jī)器人技術(shù)的智能骨科手術(shù)體系建立及臨床應(yīng)用”研究，日前獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
“首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的骨科機(jī)器人，由醫(yī)生控制臺(tái)、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)、3D成像系統(tǒng)3部分組成，可以微創(chuàng)實(shí)施復(fù)雜外科手術(shù)，從研發(fā)到應(yīng)用花費(fèi)12年時(shí)間，經(jīng)歷了2179次試驗(yàn)。”田偉告訴記者，自2002年起，他就率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與北京航空航天大學(xué)等單位聯(lián)合攻關(guān)，提出了計(jì)算機(jī)輔助脊柱外科微創(chuàng)手術(shù)的理念。
田偉說(shuō)，產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)相結(jié)合，最難的是從實(shí)驗(yàn)室走向臨床。目前，我國(guó)實(shí)驗(yàn)室研究的機(jī)器人種類和數(shù)量都不少，但臨床想法最終通過(guò)工程學(xué)設(shè)計(jì)落地并不簡(jiǎn)單。
“設(shè)計(jì)之初，就要找工程師和廠家一起談，否則想法再好也制造不出來(lái)。”田偉舉例，醫(yī)生認(rèn)為只要將三維導(dǎo)航技術(shù)與機(jī)器人輔助操作系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)就完成任務(wù)了，但在工程師看來(lái)，重寫軟件、精準(zhǔn)配比、重新校對(duì)等都是難題；工程師感覺(jué)操作系統(tǒng)的機(jī)器導(dǎo)向器固定在一個(gè)位置比較方便，但臨床要求根據(jù)患者部位不同有所轉(zhuǎn)向。
國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人輔助系統(tǒng)還有北京大學(xué)口腔醫(yī)院院長(zhǎng)郭傳瑸率隊(duì)研發(fā)的顱頜面外科精確治療機(jī)器人系統(tǒng)。“當(dāng)前，國(guó)際上還沒(méi)有專門針對(duì)顱頜面外科的機(jī)器人，這套機(jī)器人系統(tǒng)從構(gòu)想、設(shè)計(jì)到源代碼的編寫，都是真正的中國(guó)制造。”
顱頜面外科精確治療機(jī)器人系統(tǒng)的研發(fā)由北大口腔醫(yī)院牽頭，清華大學(xué)軟件學(xué)院、北京理工大學(xué)、上海交通大學(xué)和上海第九人民醫(yī)院合作開(kāi)展，申報(bào)書先后修改了20個(gè)版本。“我有一些圖形處理的創(chuàng)意和想法，但我不懂機(jī)器人；了解圖像處理和機(jī)器人的人卻不懂醫(yī)生怎么開(kāi)刀。”郭傳瑸說(shuō)，“整個(gè)課題的研發(fā)過(guò)程就是不斷打破行業(yè)界限的過(guò)程。”
此外，2014年3月，中南大學(xué)附屬湘雅三醫(yī)院開(kāi)展中國(guó)首例“妙手S”國(guó)產(chǎn)機(jī)器人手術(shù)，至今已應(yīng)用機(jī)器人開(kāi)展直腸癌根治術(shù)、胃穿孔修補(bǔ)術(shù)、膽囊切除術(shù)、闌尾切除術(shù)等。“妙手S”國(guó)產(chǎn)機(jī)器人由中南大學(xué)、天津大學(xué)、北京航空航天大學(xué)聯(lián)合研制，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。相關(guān)研究成果已在美國(guó)微創(chuàng)外科權(quán)威雜志上發(fā)表。該院副院長(zhǎng)朱曬紅介紹，“妙手S”手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)目前仍處于科學(xué)研究和臨床試驗(yàn)階段，去年11月10日已完成中期驗(yàn)收；2017年年底，單孔內(nèi)鏡腔鏡一體化手術(shù)機(jī)器人第四代將會(huì)誕生。
精準(zhǔn)定位與操作延伸醫(yī)生的手和眼
精準(zhǔn)定位與操作延伸醫(yī)生的手和眼
“機(jī)器人做手術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是創(chuàng)傷較小，可以精準(zhǔn)定位，精準(zhǔn)操作。”田偉介紹，傳統(tǒng)大切口脊柱外科手術(shù)，需要將整個(gè)椎板掀開(kāi)，用錘子、鉗子來(lái)回探查病灶。而機(jī)器人手術(shù)突破了醫(yī)生眼睛和手的局限，可以在極其狹小的空間開(kāi)展手術(shù)。
“機(jī)器人手術(shù)與傳統(tǒng)手術(shù)最大的區(qū)別在于，機(jī)器人可以超越人本身的能力。比如，對(duì)于傳統(tǒng)骨科手術(shù)而言，醫(yī)生只能看到骨頭表面，看不到骨頭內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。借助手術(shù)機(jī)器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，醫(yī)生可以在三維影像下設(shè)計(jì)操控手術(shù)。”復(fù)雜手術(shù)微創(chuàng)化，手術(shù)時(shí)間減少50%，出血減少95%，這是田偉對(duì)其骨科手術(shù)機(jī)器人優(yōu)勢(shì)的概括。
機(jī)器人手術(shù)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是精確度。
“醫(yī)生強(qiáng)調(diào)自己開(kāi)展某類手術(shù)的例數(shù)，是因?yàn)槭炀毘潭葞?lái)的手術(shù)精準(zhǔn)度非常重要。機(jī)器人的準(zhǔn)確性是通過(guò)電腦及整套系統(tǒng)來(lái)保障的，準(zhǔn)確性超越了人。而且人會(huì)累，一天做幾臺(tái)手術(shù)，越往后準(zhǔn)確性可能越差，但機(jī)器人可以反反復(fù)復(fù)并且每一次都精確完成手術(shù)。”田偉說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的骨科手術(shù)機(jī)器人精度已達(dá)0.8毫米，能夠滿足頸胸椎等部位的高精度手術(shù)。
田偉表示，在將來(lái)機(jī)器人手術(shù)的世界里，手術(shù)設(shè)計(jì)由醫(yī)生決定，手術(shù)動(dòng)作則由機(jī)器人來(lái)完成。目前，手術(shù)機(jī)器人操作的難點(diǎn)是如何克服患者在手術(shù)中的呼吸節(jié)律。“還有一個(gè)難點(diǎn)就是機(jī)器人的主動(dòng)操作，雖然已經(jīng)有了技術(shù)儲(chǔ)備，但允許機(jī)器人在手術(shù)時(shí)進(jìn)行主動(dòng)操作，必須絕對(duì)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展。”。
從“機(jī)器人+”到“醫(yī)生-機(jī)器人-患者”共融
目前，手術(shù)機(jī)器人已在部分大醫(yī)院里應(yīng)用，其中應(yīng)用最廣泛的是達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人。
不久前，北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院使用達(dá)芬奇機(jī)器人為一位胃部有巨大惡性間質(zhì)瘤的患者進(jìn)行了手術(shù)。在患者腹部打幾個(gè)小孔，置入遠(yuǎn)比人手活動(dòng)自由度更大的機(jī)械手臂，醫(yī)生在主機(jī)上控制機(jī)械手臂，通過(guò)高清3D影像設(shè)備，精準(zhǔn)地在患者腹腔內(nèi)進(jìn)行手術(shù)。目前，北京大學(xué)人民醫(yī)院也有100多位患者享受了“達(dá)芬奇”的精準(zhǔn)照料，“機(jī)器人+”技術(shù)正在各學(xué)科蓬勃發(fā)展。
作為甲類大型設(shè)備，國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委已將手術(shù)機(jī)器人納入大型醫(yī)用設(shè)備進(jìn)行配置和管理。去年，國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委發(fā)文，新批11家醫(yī)療機(jī)構(gòu)配置手術(shù)機(jī)器人，手術(shù)機(jī)器人的配置和使用限制似乎越來(lái)越寬松了。
從全球醫(yī)療市場(chǎng)來(lái)看，達(dá)芬奇機(jī)器人已賣出3000多臺(tái)。我國(guó)的手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)同樣潛力巨大。湘雅三院副院長(zhǎng)朱曬紅說(shuō)，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在泌尿外科前列腺癌手術(shù)、胃腸外科保肛手術(shù)、婦科盆腔腫瘤清掃、胸外科冠狀動(dòng)脈搭橋方面具有優(yōu)勢(shì)，但患者手術(shù)費(fèi)用負(fù)擔(dān)很重。“如果推廣應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人最大的意義在于打破了國(guó)外手術(shù)機(jī)器人的技術(shù)壟斷。”
從全球醫(yī)療市場(chǎng)來(lái)看，達(dá)芬奇機(jī)器人已賣出3000多臺(tái)。我國(guó)的手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)同樣潛力巨大。湘雅三院副院長(zhǎng)朱曬紅說(shuō)，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在泌尿外科前列腺癌手術(shù)、胃腸外科保肛手術(shù)、婦科盆腔腫瘤清掃、胸外科冠狀動(dòng)脈搭橋方面具有優(yōu)勢(shì)，但患者手術(shù)費(fèi)用負(fù)擔(dān)很重。“如果推廣應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人最大的意義在于打破了國(guó)外手術(shù)機(jī)器人的技術(shù)壟斷。”
記者了解到，我國(guó)已有多所高等院校和科研單位開(kāi)展了醫(yī)用機(jī)器人相關(guān)研究，比如專注腹腔鏡、骨科、介入手術(shù)等領(lǐng)域的哈爾濱工業(yè)大學(xué)，專注血管介入、骨科等領(lǐng)域的中科院自動(dòng)化所，專注腹腔鏡、顯微外科等領(lǐng)域的天津大學(xué)，專注軟組織穿刺、顱頜面外科等領(lǐng)域的北京理工大學(xué)等。
難題待解還有很長(zhǎng)一段路要走
朱曬紅說(shuō)：“目前，中國(guó)尚未建立機(jī)器人手術(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，要形成真正的國(guó)產(chǎn)品牌，還要經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間。”
“越是難度高的手術(shù)，越需要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能做好產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)的政策銜接。”帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)牽頭制定了《脊柱外科計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)》標(biāo)準(zhǔn)的田偉表示，高新技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)必須提早制定。
手術(shù)機(jī)器人在臨床的應(yīng)用還面臨一系列政策障礙。有專家表示，手術(shù)機(jī)器人收費(fèi)昂貴，手術(shù)費(fèi)用如何報(bào)銷等問(wèn)題也需要研究。建議提高機(jī)器人手術(shù)的報(bào)銷額度，這并不會(huì)過(guò)分增加醫(yī)保負(fù)擔(dān)，“因?yàn)橛脵C(jī)器人做手術(shù)，手術(shù)創(chuàng)傷更小，出血量更少，可以縮短康復(fù)時(shí)間，雖然手術(shù)費(fèi)用增加了，但康復(fù)期間的費(fèi)用減少了”。
郭傳瑸說(shuō)，自2012年年底項(xiàng)目驗(yàn)收至今，頜面外科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)處于該領(lǐng)域領(lǐng)先地位。但在實(shí)際應(yīng)用中，這套手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)仍面臨落地難的考驗(yàn)。“目前，該系統(tǒng)在機(jī)器人輔助手術(shù)方面只完成了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，一時(shí)難以應(yīng)用在人身上。而且由于申報(bào)手續(xù)太過(guò)復(fù)雜等原因，樣機(jī)完成后項(xiàng)目一直沒(méi)有落地。”
“手術(shù)機(jī)器人臨床應(yīng)用近幾年不會(huì)有太大進(jìn)展，尤其是自主研發(fā)的機(jī)器人。目前研發(fā)的非常多，但基本沒(méi)有推廣到臨床。”郭傳瑸說(shuō)。
田偉也表示，受限于設(shè)備數(shù)量、操作者資質(zhì)等因素，我國(guó)要真正迎來(lái)機(jī)器人手術(shù)時(shí)代，還有很長(zhǎng)一段路要走。
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