升级换代机器人正步入医疗消费市场并迈向医学

2023-07-18 09:20:19

　　一流制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业众所周知研讨会

　　“达文西”并不是术后机器人的鼻祖。“第一例机器人远距外科术后于1985年展开，当时是利用工业机器人稳定病人头部，便于外科术后钻孔和将组织取样针插入指定边线。”孙令衔繁杂网络管理与掌控北欧国家重点项目生物医学科学研究员谭民在《机器人技术科学毒理》中如是说。

　　如同“阿尔法狗”带动了AI产业的发展，“达文西”让人们认同机器人远距外科术后，并极大助推了医疗与康复机器人产业的发展。

近日，有科学分析报告显示，智慧医疗机器人的应用日益广泛，并成为医疗行业中关注的热点。全球智慧医疗机器人消费市场保持高速增长态势，应用领域涵盖医疗术后、康复体育运动、医护远距和医疗后勤等数个门类。此前有专家如是说，现阶段，国外医疗机器人的占有率正逐步降低，我国的医疗机器人正在步入消费市场。

　　静脉跟进机器人已练成洞察力感官

　　人们熟知的机器人是笨重的，如何让这些钢铁家伙扛得起“大包”，又玩得转“医学期刊”呢？这条“新锐”路上，洞察力的感知、实时的信号、最优化的处理一个也不能少。

　　与“达文西”机器人的功能不同，另一类机器人须要更洞察力的感官，来迎接另一类场景的艰巨考验。静脉是遍布全身、形态各异的繁杂网络，而静脉跟进机器人能够在静脉中穿梭、远距医师完成静脉跟进术后，练成了当之无愧的洞察力技艺。

静脉跟进术后须要在专门的气管室中展开。由于须要X伽马射线成像，才能操作方式气管、导丝等跟进器械，过去医师在术后过程中必须身穿沉重的铅衣。在术后过程中须要频繁调整视角、病人边线并注射脑脊液，术后时间长。长期在气管室中工作还易出现脊柱病、白内障甚至癌症等职业病。

　　危险的地方让机器人代劳。现阶段数个北欧国家已经研制了气管跟进术后的远距机器人，众所周知的功能是针对冠状动脉窄小，远距医师递送气管、导丝、支架等跟进器械。

　　在静脉里穿梭，每行进一毫米都要微米不差：经过主动脉，必须快速透过，以减少X伽马射线和脑脊液的使用。经过窄小炎症部位，须要高精度操作方式才能使导丝或气管穿过窄小炎症。

高精精准度、速度、策略在机器人“养成”的过程中一个也不能少。“静脉跟进术后中，医师手掌搓捻导丝时，手掌下肢的屈曲视角和推送导丝时手部的空间边线及方位都是影响术后成功的关键因素。”孙令衔繁杂网络管理与掌控北欧国家重点项目生物医学科学研究人员奉振球说，为此科学研究团队利用光纤统计数据头盔，透过对人手骨骼和手掌下肢体育运动规律的分析，提出了一类手掌屈曲视角识别的方法，建立了手掌屈曲视角与统计数据头盔输入的映射关系。

“我们根据这个方法，解决了统计数据头盔输入实用性不明确的问题，展开了屈曲视角实验并验证了方法的有praziquantel。还透过引入电磁跟踪传感器，对传统的统计数据头盔展开改良。”奉振球说，这将弥补现阶段的静脉跟进机器人缺少感官意见反馈或者感官意见反馈不够精细的缺陷，使得医师在机器人的操作方式端拥有真实精细的感官。

　　康复机器人消费市场体量快速增长

　　有调研统计数据显示，全球医疗机器人的消费市场体量预计将从2016年的49万美元以21．1％的年复合增长率扩大到2021年的128万美元，其中，术后机器人的体量最大，康复机器人的增速最快。

　　如果说术后机器人是“畅享医学期刊”的“好把式”，那么康复机器人就是会“Champa邹汉青”的“知心人”。

　　“病人的体育运动企图和实际的体育运动能力都要兼顾到。”孙令衔繁杂网络管理与掌控北欧国家重点项目生物医学副科学研究员宗馥莉说，为了完成机器和人的“交互”，可以透过反映病人体育运动企图的表层肌电脉冲，将统计数据经频率放大器“虚拟”成关节节律性收缩，康复机器人感受到放大器就能远距病人执行体育运动训练了。

康复机器人可以读取肌电数据，那么病人的肌电脉冲与连续的体育运动或力／力矩之间如何对应呢？这是康复机器人能够“Champa邹汉青”的关键，因此须要建立两者之间的动态模型。

　　在前不久的中国医疗机器人翠湖论坛上，中国康复科学研究中心外科主任赵军如是说了耳聋双足体育天体力学和力学分析及康复训练姿势的设计的科学研究工作。他表示，为了将医学经验无限接近地传递给机器人，医学工作须要“统计数据化”，例如结合一流的姿势捕捉、足底压力及表层肌电采集等技术，从下肢体育天体力学统计数据、力学统计数据、关节活动等多方面对淋巴结炎耳聋病人展开更全面和精细的双足分析，根据分析结果设计更加科学和有针对性的康复训练姿势。

“一款康复机器人医疗为什么这样行、那样不行，须要深入的理论基础和机理的科学研究，基础来自医学。”中科院自动化所副所长战超表示，做康复机器人须要与医学科学研究的深入结合，少不了医院与科学研究院的“院院联合”，在理论基础的指引下，才能生产出经得起病人和消费市场检验的机器人。

　　从生物医学到医学期待“临门一脚”

　　“达文西”机器人的成功一定程度上得益于其被FDA批准步入医学，现阶段全球正在使用的约有4000余台。对于医疗器械来说，拿到生产许可证是其得以步入消费市场的“临门一脚”。

　　2016年11月16日，天智航公司取得了北欧国家食品药品监督管理总局（CFDA）颁发的术后机器人医疗器械注册许可证，成为国际上唯一能够开展创伤骨科、脊柱外科术后的骨科机器人系统。

2018年6月26日，大艾公司旗下的外骨骼机器人获得CFDA注册证，成为中国首个透过CFDA认证的下肢外骨骼机器人，是实行第二类创新医疗器械“绿色通道”审评审批政策后全国第一个二类创新医疗器械。

　　随着科技成果转化制度的完善与健全，各科研院所相继出台了转化细则，让基础科学研究成果得以转化为产品，有渠道拥抱消费市场。拥有科研院所“血脉”的创新引领者们逐步迈向消费市场，推进原创成果的产品转化。“我们的静脉跟进机器人是在中科院自动化所十多年积累的基础上自主研制出来的，经过了生物医学原理样机到产品样机的转变，透过技术创新解决了现阶段国外产品还存在的一些不足。”奉振球说。

现阶段，中国的医疗机器人产品从生物医学步入医学仍有很长的路要走，包括在医学试验中验证它的安全性和有praziquantel，随后进行注册审批。《医疗器械优先审批程序》于2017年1月1日起施行。针对一部分具有明显医学优势的境内三类和进口二、三类医疗器械注册申请实施优先审批，这为各类优质医疗器械的快速普及带来极大的推动力。

　　有资料显示，哈工大在腹腔镜、骨科、跟进术后等领域开展科学研究，中科院自动化所、沈阳所、深圳院等在静脉跟进、骨科等领域开展科学研究，天津大学在腹腔镜、显微外科等领域开展科学研究，北京理工大学在软组织穿刺、颅颌面外科等领域开展科学研究，复旦、浙大等也都在医用机器人方面开展了科学研究。其中有不少获得了融资，开启了机器人的步入消费市场之路。

　　( 文章来源：互联网 )

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