近日，清華大學(xué)附屬北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱“清華長(zhǎng)庚醫(yī)院”）與清華大學(xué)共同研發(fā)的穿刺手術(shù)機(jī)器人項(xiàng)目取得新進(jìn)展。該項(xiàng)目獲得中國(guó)食品藥品檢定研究院出具的磁共振穿刺導(dǎo)航定位手術(shù)系統(tǒng)型式檢驗(yàn)報(bào)告，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)首臺(tái)（套）多影像多專科磁共振兼容手術(shù)機(jī)器人的產(chǎn)品化突破，將精準(zhǔn)助力臟器微創(chuàng)手術(shù)治療。
“這款穿刺手術(shù)機(jī)器人的看家本領(lǐng)可多了。”清華長(zhǎng)庚醫(yī)院團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、肝膽胰中心執(zhí)行主任盧倩接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，該機(jī)器人主要用于成人胸、腹部實(shí)質(zhì)臟器微創(chuàng)手術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)穿刺定位、實(shí)時(shí)引導(dǎo)、即刻評(píng)估等多項(xiàng)功能。更值得一提的是，研究人員還給它裝上了一雙“火眼金睛”，可有效解決醫(yī)生“看不清”病灶的臨床痛點(diǎn)。
“近年來(lái)，我國(guó)外科手術(shù)機(jī)器人逐步走向智能化、精準(zhǔn)化，研發(fā)成果持續(xù)‘上新’，為精準(zhǔn)外科范式、智慧醫(yī)療生態(tài)的構(gòu)建提供了有力支撐。”清華大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院手術(shù)機(jī)器人團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、深圳清華大學(xué)研究院診療一體化設(shè)備研發(fā)中心主任邱東曉說(shuō)。
實(shí)時(shí)影像機(jī)器人 解決肝臟穿刺難題
肝癌是極大危害國(guó)民健康及生存的惡性腫瘤之一。肝癌早診早治，少不了活檢、消融等微創(chuàng)治療，其關(guān)鍵是精準(zhǔn)穿刺。然而，與“硬”骨骼不同，“軟”肝臟的形態(tài)會(huì)隨穿刺針的刺入而有所變化，位置也會(huì)隨呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生位移。
現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外手術(shù)機(jī)器人的穿刺過(guò)程類似于地圖導(dǎo)航軟件的使用過(guò)程。肝臟病灶是目的地，穿刺針就像車。術(shù)前，利用超聲、CT等對(duì)患者拍照，形成“地圖”，規(guī)劃出最優(yōu)手術(shù)路徑。術(shù)中，參照“地圖”，再結(jié)合光學(xué)、電磁定位技術(shù)，讓車順利到達(dá)目的地，隨后可進(jìn)行活檢、消融等后續(xù)操作。期間還會(huì)用到一種呼吸門控技術(shù)，盡可能地降低呼吸所帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)偽影的影響。
生活中，坐在車?yán)锏奈覀兡芸吹酱巴庑畔⑴袛嗦肪€是否正確，根據(jù)路況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，最終確定目的地是否準(zhǔn)確抵達(dá)。而在微創(chuàng)手術(shù)中，由于缺乏實(shí)時(shí)成像技術(shù)，存在“看不清、穿不準(zhǔn)、測(cè)不到”的痛點(diǎn)：術(shù)前影像與手術(shù)過(guò)程中患者的臟器實(shí)際狀態(tài)難以保持完全一致，導(dǎo)致醫(yī)生使用不準(zhǔn)確的“地圖”導(dǎo)航；光學(xué)和電磁定位存在技術(shù)上短板，術(shù)中易受遮擋或磁場(chǎng)影響，無(wú)法正常使用或定位不準(zhǔn)；無(wú)法實(shí)時(shí)評(píng)估消融效果，如未完全消融，患者還需二次手術(shù)。
以上局限性極大提升了肝臟穿刺手術(shù)的難度，手術(shù)質(zhì)量高度依賴于醫(yī)生個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，很多城市的大醫(yī)院、大主任才有能力高質(zhì)量完成該手術(shù)。
如今，科研人員給機(jī)器人裝上了一雙實(shí)時(shí)影像的“火眼金睛”。經(jīng)過(guò)十幾年技術(shù)積累和攻關(guān)，邱東曉團(tuán)隊(duì)突破了3.0T高場(chǎng)磁共振設(shè)備強(qiáng)磁場(chǎng)與機(jī)器人的雙向干擾難題，因此可將穿刺手術(shù)機(jī)器人安裝在磁共振設(shè)備上，利用磁共振軟組織分辨率高的優(yōu)勢(shì)，讓醫(yī)生實(shí)時(shí)地看清病灶和血管等重要組織，再通過(guò)機(jī)器人的機(jī)械臂控制穿刺針，可精準(zhǔn)穿刺消融1cm以下的小肝癌。它還可通過(guò)磁共振測(cè)溫功能，讓醫(yī)生在術(shù)中就能看到消融效果，可有效避免二次手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。
“未來(lái)，該機(jī)器人的功能還將向其他臟器和顱腦組織擴(kuò)展。”盧倩說(shuō)。
打破醫(yī)療層級(jí)壁壘 家門口享“大師級(jí)操作”
“智能精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)影像外科手術(shù)機(jī)器人是高精尖醫(yī)療設(shè)備的集大成之作，可有效提升手術(shù)精準(zhǔn)度與安全性，讓下層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)生有能力開(kāi)展高難度的微創(chuàng)手術(shù)，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉，讓偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者在家門口就能享受‘大師級(jí)操作’。”邱東曉表示，這也是我們大力研究和發(fā)展手術(shù)機(jī)器人的重要原因。
曾幾何時(shí)，我國(guó)的手術(shù)室里充斥著“洋”機(jī)器人。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)開(kāi)始著力于自主研發(fā)手術(shù)機(jī)器人。中國(guó)海軍總醫(yī)院與北京航天航空大學(xué)機(jī)器人研究所聯(lián)合研發(fā)的我國(guó)第一臺(tái)手術(shù)機(jī)器人“CRAS”，吹響了中國(guó)向手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)發(fā)的號(hào)角。
又經(jīng)過(guò)十幾年的積累與沉淀，我國(guó)從探索階段逐步踏入了創(chuàng)新階段。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)取得顯著進(jìn)展，如天津大學(xué)和中南大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的“妙手S”微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人，北京理工大學(xué)與北京積水潭醫(yī)院合作研發(fā)的超聲穿刺機(jī)器人，香港中文大學(xué)牽頭研制的術(shù)中磁力共振成像手術(shù)機(jī)器人。
獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)讓我們?cè)诩夹g(shù)上挺直了腰板。然而，“做手術(shù)機(jī)器人不能只考慮技術(shù)。應(yīng)用和推廣也是極為重要的另外兩方面。”在采訪中，邱東曉多次強(qiáng)調(diào)，技術(shù)固然重要，但在此基礎(chǔ)上還要考慮怎么用好機(jī)器人。如何更好地滿足臨床需求？如何打破不同科室之間的壁壘，組建“雜交手術(shù)室”？如何讓不同科室的醫(yī)生更加高效地協(xié)作使用機(jī)器人？還要考慮某一新品機(jī)器人在醫(yī)院系統(tǒng)乃至整個(gè)醫(yī)療行業(yè)的推廣、落地問(wèn)題。
“技術(shù)、應(yīng)用與推廣三個(gè)方面既有寶貴機(jī)遇，又伴隨著重大挑戰(zhàn)。”邱東曉說(shuō)。
數(shù)字化底層架構(gòu) 根基穩(wěn)促生態(tài)興
未來(lái)，外科手術(shù)機(jī)器人路在何方？
在邱東曉看來(lái)，人工智能或?qū)橥饪剖中g(shù)機(jī)器人拓展出更為廣闊的天地。
盧倩以肝臟穿刺術(shù)為例表示，肝臟內(nèi)遍布重要的脈管結(jié)構(gòu)，手術(shù)通路要求必須避開(kāi)這些“管道”，而且以路徑短、操作易為宜。手術(shù)通路的構(gòu)建如果讓醫(yī)生來(lái)做耗時(shí)費(fèi)力，還受限于醫(yī)生的水平和經(jīng)驗(yàn)。如果未來(lái)能夠讓人工智能做“管家”，就能為臨床醫(yī)生畫出“最優(yōu)解”，極大提升醫(yī)療效率、有效降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
“當(dāng)然，關(guān)乎患者生命安全的醫(yī)療系統(tǒng)，人工智能的監(jiān)管機(jī)制也會(huì)更加嚴(yán)格審慎。”盧倩說(shuō)。
“未來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走，但這并不妨礙我們從現(xiàn)在就開(kāi)始著手布局。”在邱東曉看來(lái)，數(shù)字化是人工智能的基礎(chǔ)，人工智能的發(fā)展又會(huì)反哺數(shù)字化深入扎根于醫(yī)療器械研發(fā)制造和應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。我們眼下要做的事就是搭建好數(shù)字化和人工智能的底層架構(gòu)，托舉外科手術(shù)機(jī)器人向著更加智能、更加精準(zhǔn)、更加普及的目標(biāo)進(jìn)發(fā)。
“根基穩(wěn)，才能生態(tài)興。生態(tài)興并非僅僅把技術(shù)搞上去就可以了，它還涉及到前面提到的應(yīng)用和推廣落地等問(wèn)題，這就需要研究院所、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、企業(yè)以及社會(huì)各方攜手破題了。”邱東曉說(shuō)。
編輯：李華山
