手術機器人

　　加速“上崗”有“妙手”

　　醫(yī)療裝備迎來更新改造

　　潘旭濤 楊林娜

　　主刀醫(yī)生坐在控制臺旁，像駕駛汽車一樣，雙腳踩在踏板上，手指套上控制桿。隨著醫(yī)生手指輕微移動，精巧的機械手臂在患者體內靈活翻轉、穿針引線……這是一場機器人手術。

　　機器人手術并非由機器人獨立完成，而是由醫(yī)生操縱機器人進行手術。機器人手術具有臨床創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、術后恢復快等優(yōu)勢，日益受到醫(yī)生和患者青睞。

　　不久前，國務院印發(fā)《推動大規(guī)模設備更新和消費品以舊換新行動方案》，提出“鼓勵具備條件的醫(yī)療機構加快醫(yī)學影像、放射治療、遠程診療、手術機器人等醫(yī)療裝備更新改造”。業(yè)內人士表示，手術機器人將迎來更大規(guī)模臨床應用。

　　臨床優(yōu)勢明顯，應用日益廣泛

　　今年1月，韓女士來到北京大學第三醫(yī)院胸外科常務副主任強光亮的門診，剛一坐下，就焦急地將一疊影像結果和報告單遞給了醫(yī)生。今年60歲的韓女士患有肺部結節(jié)5年，2周前復查胸部CT時發(fā)現，右肺上葉一個15毫米的結節(jié)相比之前明顯增大。

　　“如果做手術，能否盡可能微創(chuàng)？”韓女士問道。“可以嘗試打1個孔，用手術機器人根除它，這是目前最微創(chuàng)、最精準的辦法。”看完胸部CT后，強光亮說。經過觀察和進一步復查，韓女士住進了北醫(yī)三院胸外科的病房。

　　2月1日，機器人手術正式進行。“與傳統(tǒng)胸腔鏡相比，手術機器人具有明顯優(yōu)勢，它具有3D高清視野，機械手臂操作靈活且可以過濾人手震顫和抖動，手術效果更好、安全性更高。”強光亮說。為降低患者手術創(chuàng)傷，強光亮團隊決定實施純單孔機器人手術，即只在患者身上開一個孔完成機器人手術。團隊成員精準配合，解決了機械臂單孔操作下互相妨礙的問題，最終完成北京首例純單孔機器人輔助肺葉切除術。經過3天左右的術后康復，韓女士順利拔管出院，身體恢復良好。

　　手術機器人不僅受到患者歡迎，也贏得了醫(yī)生青睞。一臺復雜手術常常需要數小時甚至十數小時，對醫(yī)生的體力、耐力和精力都是一場考驗。而手術機器人操作便捷，且主刀醫(yī)生可以坐著完成手術，省時又省力。

　　在浙江大學醫(yī)學院附屬兒童醫(yī)院，達芬奇手術機器人3年時間里參與完成了2300多臺手術。浙大兒院副院長高志剛是較早主張引進手術機器人的醫(yī)生之一。“當外科醫(yī)生這么多年了，做了機器人手術以后，才體驗到原來做手術可以這么舒適。醫(yī)生坐在控制臺旁，就能完成手術操作，且視野清晰、操作穩(wěn)定。”高志剛說，醫(yī)生們排著隊要跟手術機器人“合作”，不少手術要排到后半夜進行。

　　浙大兒院泌尿外科副主任陶暢做了一個形象的比喻：做普通腹腔鏡手術，就如同人手握著一雙筷子，然后用筷子夾著一根針去做手術；而使用機器人進行手術，則如同人手直接拿著針做手術，不用再借助筷子，這樣可以獲得更靈巧的操作體驗。

　　“手術機器人在醫(yī)院的推廣并非一帆風順。”浙大兒院黨委書記舒強介紹，當時有醫(yī)生認為舊有的手術形式已經十分成熟，而引進新技術不僅需要付出學習成本，而且手術效果也有很大的不確定性。但隨著實踐案例的積累，機器人手術的優(yōu)勢逐漸被醫(yī)生們認可，浙大兒院目前形成了由6個科室專家組成的手術機器人團隊。

　　如今，越來越多醫(yī)院的手術室中出現了機器人的身影，它們施展“妙手”，成為醫(yī)生的好幫手。鄭州大學第一附屬醫(yī)院已完成達芬奇機器人手術1.3萬余例。哈爾濱醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院，3個月內完成機器人手術100例，許多患者“點名”要求使用手術機器人。

　　在高難度手術中，機器人尤其可以大顯身手。日前，上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院利用手術機器人，通過單次手術根治切除了一名病人體內的胃癌、腎癌雙病灶。近日，北京友誼醫(yī)院利用手術機器人，系統(tǒng)完成了多例復雜腎臟腫瘤腎部分切除術。

　　2023世界機器人大會發(fā)布的《2023醫(yī)療機器人產業(yè)發(fā)展報告》顯示，2022年中國醫(yī)療機器人市場規(guī)模約90億元，預計2025年市場規(guī)模將達221億元。

　　瞄準新興賽道，國產品牌發(fā)力

　　長期以來，以達芬奇為代表的進口手術機器人占據中國市場主導地位。近年來，越來越多的國產手術機器人開始嶄露頭角，加速實現國產化替代。

　　“這里有四只手一起剝生鵪鶉蛋！”2023年服貿會展覽入口處，一臺正在剝鵪鶉蛋的機器人被好奇的觀眾團團圍住。在不遠處工作人員的遙控下，機器人將手臂通過直徑幾厘米的圓孔伸進容器，用比人的手指略長的蛇形機械手，剝離蛋殼。剝完后，蛋膜完好無損。隨后，工作人員又換上一個破損的鵪鶉蛋膜，機械手開始模擬手術縫合，慢慢把蛋膜縫好，讓蛋液不再流出。

　　這臺名為“術銳”的腹腔鏡單孔手術機器人打破了國外技術壟斷，使機械手可以在長2.5厘米的皮膚創(chuàng)口內進行各項腹腔手術操作，實現0.07—0.1毫米精度的操作。

　　手術機器人是機器人產業(yè)“皇冠上的明珠”。根據國際機器人聯合會的分類，以臨床應用來劃分，可分為腹腔鏡手術機器人、骨科手術機器人、神經外科手術機器人、血管介入手術機器人等不同類型。目前，腹腔鏡手術機器人是手術機器人中市場規(guī)模最大的一種，其他類型的手術機器人應用潛力大，也是國產品牌研發(fā)和創(chuàng)新的重要細分領域。

　　華科精準醫(yī)療科技有限公司推出的SR系列神經外科手術機器人，目前的市場占有率已高于一些較早進入中國市場的進口手術機器人。華科精準產品總監(jiān)王鵬介紹，公司從2003年開始便一直專注神經外科領域。第一款進口神經外科手術機器人進入中國市場后，團隊看到了其巨大的臨床價值和市場前景。經過數年研發(fā)，華科精準推出了全球首款3D結構光神經外科手術機器人。

　　3D結構光可以通過光學手段獲取被拍攝物體的三維結構。華科精準技術團隊將3D結構光應用于手術機器人，通過調整優(yōu)化算法，實現瞬間采集患者顱腦數據，可在數十秒內完成患者頭部三維模型重建，極大提升手術精度。

　　在骨科手術機器人領域，國產品牌也取得了新突破。作為國家級專精特新“小巨人”企業(yè)，長木谷醫(yī)療科技股份有限公司研發(fā)出的人工智能骨科手術機器人，將硬件軟件融合，實現機器人“腦”“眼”“手”精準配合。機器人的“智慧腦”可以對人工假體安放的角度等精準設計，并通過三維圖像可視化呈現，讓醫(yī)生在術前就能模擬手術全流程的操作。同時，它還能將醫(yī)生的手術經驗轉化成標準算法，供自我訓練學習。

　　國產手術機器人產業(yè)的發(fā)展，離不開政策層面的推動。2021年12月，工業(yè)和信息化部等10部門聯合印發(fā)《“十四五”醫(yī)療裝備產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出“攻關智能手術機器人，加快突破快速圖像配準、高精度定位、智能人機交互、多自由度精準控制等關鍵技術”。2023年1月，工業(yè)和信息化部等17部門印發(fā)《“機器人+”應用行動實施方案》，提出“鼓勵有條件有需求的醫(yī)院使用機器人實施精準微創(chuàng)手術，建設機器人應用標準化手術室，研究手術機器人臨床應用標準規(guī)范”。

　　近年來，一些地區(qū)瞄準手術機器人賽道布局產業(yè)。北京市制定的機器人產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案中提出，“面向行業(yè)前沿和醫(yī)療應用需求，提升手術機器人全流程手術輔助能力；發(fā)揮首都醫(yī)工協(xié)同優(yōu)勢，優(yōu)化醫(yī)療器械注冊和衛(wèi)健醫(yī)保政策，加大臨床應用推廣力度”。上海市也制定了促進醫(yī)療機器人產業(yè)發(fā)展行動方案，提出的目標是，打造不少于2個醫(yī)療機器人特色產業(yè)集聚區(qū)，培育10家左右醫(yī)療機器人細分賽道龍頭企業(yè)。

　　“當前，國產醫(yī)療機器人處在加速自主創(chuàng)新和臨床應用推廣的關鍵期。”中國醫(yī)學裝備協(xié)會副秘書長楊建龍表示，行業(yè)企業(yè)期待在醫(yī)療服務定價、醫(yī)保支付等方面獲得更多政策支持。

　　手術“跨越山海”，醫(yī)療資源下沉

　　當機器人手術與5G相結合后，遠程手術成為現實，有力推動優(yōu)質醫(yī)療資源下沉。

　　日前，解放軍總醫(yī)院婦產醫(yī)學部主任孟元光進行了一場“跨越山海”的手術：機器人輔助下超遠程5G全子宮+雙側輸卵管切除術。主刀醫(yī)生孟元光身處北京，通過操作手術機器人的控制臺進行手術，而患者遠在解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院手術室里。顯示屏清晰展示著患者腹腔內的手術情況，隨著孟元光手指輕微運動，遠隔近3000公里的機械手臂輕巧地活動，尋找最佳手術位置，切除、止血……歷時1個多小時，手術完成。

　　5G網絡高速率、大帶寬、低時延的特性，為遠程手術的穩(wěn)定性、可靠性和安全性提供了保障。孟元光說，通過手術機器人實施遠程手術，可以讓老百姓免去求醫(yī)的奔波之苦，在“家門口”就能享受到異地的優(yōu)質醫(yī)療資源。

　　“5G+手術機器人”的應用，為國產手術機器人提供了更大市場空間。國產手術機器人雖然起步晚，但在研發(fā)之初就注重與5G、人工智能等新技術相結合，在遠程手術方面表現出一定優(yōu)勢。

　　2023年7月，復旦大學附屬婦產科醫(yī)院楊浦院區(qū)華克勤教授團隊，為一位遠在2000公里之外、罹患子宮多發(fā)肌瘤的患者進行手術，這是上海首例5G+AI超遠程國產機器人微創(chuàng)手術。“整個手術過程幾乎沒有任何延遲。”華克勤說，5G+AI技術確保了遠距離數據實時采集傳輸的實時性、精準性、高速性。

　　不久前，浙江省人民醫(yī)院副院長張大宏在位于杭州的手術室里，為4000里外的患者順利完成前列腺癌根治手術。“5G機器人遠程手術已經進入了相對成熟的階段。”張大宏說，一方面，國產手術機器人設備已經相對成熟；另一方面，5G傳輸系統(tǒng)已逐漸鋪開，隨著5G信號的逐漸普及，這種遠程手術模式將進入更多基層醫(yī)院。

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　　手術機器人知多少

　　手術機器人是集臨床醫(yī)學、生物力學、機械學、計算機科學、微電子學等諸多學科為一體的新型醫(yī)療器械，通過清晰的成像系統(tǒng)和靈活的機械臂，以微創(chuàng)的手術形式，協(xié)助醫(yī)生實施復雜的外科手術，完成術中定位、切斷、穿刺、止血、縫合等操作，是外科學中繼開放手術和腹腔鏡手術后的第三次技術革命。

　　手術機器人由三部分組成：視頻成像系統(tǒng)、床旁機械臂系統(tǒng)和主刀醫(yī)生控制臺。

　　視頻成像系統(tǒng)是機器人的圖像處理設備，內窺鏡是3D鏡頭，可以放大手術視野，同時搭載高清放大顯示屏，使解剖結構更加清晰地呈現出來。

　　床旁機械臂系統(tǒng)位于患者旁邊，通過機械臂插入病人體內完成各種手術動作。開展手術時，助手醫(yī)生在床旁機械臂系統(tǒng)旁邊工作，更換器械及內窺鏡，協(xié)助主刀醫(yī)生完成手術。

　　主刀醫(yī)生控制臺由主刀醫(yī)生操作。醫(yī)生坐在座位上，通過用雙手操作兩個主控制器以及用腳踩腳踏板，控制機械臂和內窺鏡。同時，醫(yī)生在立體目鏡中觀看手術視野，手術器械尖端與外科醫(yī)生的雙手同步運動。

　　雖稱為“機器人”，但手術機器人距離真正獨立進行手術的智能時代還有較長的發(fā)展路程，目前仍處于輔助醫(yī)生完成手術的半自動階段。融合智能技術的手術機器人是未來的發(fā)展方向。近日，中國科學院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機器人創(chuàng)新中心，發(fā)布面向醫(yī)療垂直領域的AI多模態(tài)大模型，為手術中實時影像智能識別等功能提供有效支持。在手術操作中，大模型通過此前大量專家操作的歷史記錄，可以提醒醫(yī)生哪個階段應該如何操作。專家表示，讓機器人自主進行一些非關鍵的操作，這種技術在可預見的未來是可以實現的。

　　(人民日報海外版 楊林娜整理)