8月18日消息,2018世界機(jī)器人大會擬于8月15日至19日在北京亦創(chuàng)國際會展中心舉行。大會以“共創(chuàng)智慧新動能 共享開放新時代”為主題,由“論壇”、“博覽會”、“大賽”、“地面無人系統(tǒng)展示活動”四大版塊構(gòu)成。 本屆大賽匯聚了來自美國、俄羅斯、德國、日本、以色列等全球近20個國家和地區(qū)的1萬余支賽隊和數(shù)百名頂尖專家,共計超過5萬多名參賽選手同臺競技。
以色列理工大學(xué)教授、以色列Mazor手術(shù)機(jī)器人公司創(chuàng)始人、美國國家科學(xué)院外籍院士Moshe Shoham進(jìn)在論壇上發(fā)表了題為“醫(yī)療機(jī)器人市場現(xiàn)狀及未來前景”的演講。
以下為演講全文:
非常榮幸來到這里參加世界機(jī)器人大會,我來自一個非常小的國家,昨天我了解到中國是以色列面積的340倍,希望我們的發(fā)明和想法會對你們有吸引力。
醫(yī)療機(jī)器人主要包括三個方面:外科手術(shù)、康復(fù)和體內(nèi)設(shè)備,即非常小的可進(jìn)入體內(nèi)的機(jī)器人。比如外科手術(shù)方面,大家都知道達(dá)芬奇系統(tǒng)可通過屏幕看到具體動作,這是阿爾戈醫(yī)療技術(shù)公司打造的可令人重獲行走能力的康復(fù)機(jī)器人,可以幫助殘疾女孩完成馬拉松,雖然花了三天的時間。這是著名的達(dá)芬奇系統(tǒng),也是一個多向安裝系統(tǒng),每年大概有100萬的外科手術(shù)量,市場價值是400億美元,主要應(yīng)用領(lǐng)域是微創(chuàng)手術(shù),但有很多的競爭對手,而且有數(shù)千項的自有和授權(quán)專利,但目前也有很多的競爭對手。有些對手很有可能進(jìn)入達(dá)芬奇系統(tǒng)同樣的領(lǐng)域當(dāng)中,可以看到它的一些競爭對手。
商用醫(yī)療機(jī)器人在神經(jīng)外科、整形外科、心臟外科、放射療法等等,這些都是目前這個領(lǐng)域的一些系統(tǒng)?,F(xiàn)在有些機(jī)器人可以進(jìn)入腔內(nèi)工作,但現(xiàn)在沒有太多的公司真的能夠把醫(yī)療機(jī)器人商用,沒有太多的公司能夠把這種機(jī)器人用在全世界每日的工作當(dāng)中。
達(dá)芬奇系統(tǒng)是遠(yuǎn)程操作,實際上是復(fù)制外科醫(yī)生的手部動作,它的動作和力量都是可以調(diào)節(jié)的,所以就是遠(yuǎn)程操作,其它的系統(tǒng)可能是以影像為基礎(chǔ)的,也就是在做手術(shù)之前已經(jīng)做完了規(guī)劃,在做手術(shù)的過程當(dāng)中機(jī)器人會引導(dǎo)遵循你的事先規(guī)劃。
這是基于影像和圖像的,或者是基于事前規(guī)劃的操作,不是遠(yuǎn)程操作。來自法國的MediTech ROSA是用于神經(jīng)外科,也是在大腦當(dāng)中進(jìn)行精確定位。這是膝關(guān)節(jié)置換手術(shù),外科醫(yī)生和機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作,如果出現(xiàn)了外科醫(yī)生的手術(shù)工具超出了合理范圍的話,機(jī)器人會做出制止。
怎么來看過去、現(xiàn)在和未來的醫(yī)療機(jī)器人?過去首先要把人的身體切割開來,然后才能進(jìn)行手術(shù),今天我們首先要用影像學(xué)的方法進(jìn)行觀察,然后再進(jìn)行切割。我們的想法是未來首先觀察,然后做計劃,讓機(jī)器人事先你的計劃,事先的方式會比人手更好,這是我們的愿景。
下面給大家看一看我們開發(fā)的機(jī)器人:左邊是達(dá)芬奇系統(tǒng),右邊是MACO系統(tǒng)。
這里做的是臀部置換手術(shù),我們開發(fā)的是一個很小的機(jī)器人,相比其它的相關(guān)機(jī)器人要小一些,因為可以握在一個人的手里。為什么要做得這么小呢?我們要讓機(jī)器人進(jìn)入脊柱,脊柱有很多神經(jīng)血管不能輕易碰到,要想讓機(jī)器人做這樣的工作,會比外科醫(yī)生的手做得更好一些,所以這是我們的一個應(yīng)用。
這是脊柱融合手術(shù),可以看到里面打入了一些螺絲釘,它的空間是非常小的,如果超出這個范圍的話就會破壞脊柱,病人就會癱瘓??梢钥吹竭@個人因為植入根釘錯誤導(dǎo)致癱瘓,也就是說如果是徒手植入這種根釘大概有10%的概率錯位,3%-5%的病人會因此終身癱瘓,所以要讓機(jī)器人把根釘放入正確的位置,相信機(jī)器人會比人更精確。
這個系統(tǒng)左邊叫做工作站,下面的是Spine Assist。希望這種植入首先做好計劃,右邊是由機(jī)器人來引導(dǎo)??梢钥吹綑C(jī)器人有一個手臂,根據(jù)之前計劃好的軌跡引導(dǎo)外科醫(yī)生。
機(jī)器人在應(yīng)用中主要有三個優(yōu)點:更加精確、微創(chuàng),侵入是非常少的,而且大量減少了輻射,因為機(jī)器人只要在手術(shù)開始的時候使用X光,手術(shù)過程當(dāng)中是不需要X光的,因為知道它的位置和它的軌跡。目前全球的臨床應(yīng)用很多國家都安裝了,包括在中國,已經(jīng)有超過3.5萬例,同時也有22萬的植入物,我們要看的是大概一半都是做的微創(chuàng)手術(shù),平常只有12%是微創(chuàng)的方法。
下面介紹一下我們的天機(jī),到了2018年1月已經(jīng)完成了2,000多項整形手術(shù),做的和我們公司是一樣的。這是針對帕金森癥的患者治療,安裝于頭部的機(jī)器人,我們已經(jīng)做了幾千個這樣的案例,另外也有很多的文獻(xiàn)是關(guān)于這個系統(tǒng)的精確度。另外一個系統(tǒng)是在臨床實驗當(dāng)中,效果是很好的,這是適用于筋皮療法的靈活導(dǎo)針。
大家知道每天我們都需要把一根針放到精確的位置,比如這是脊髓麻醉和應(yīng)急麻醉,但即便把針向著你所確定的方向插入,由于人體組織器官的靈活度,可能因為變形導(dǎo)致不能刺中,所以必須要非常精確。這是人的肺部的例子,可以看到插入的例子,理想的外科手術(shù)醫(yī)生希望能夠進(jìn)入,因為里面會有骨骼和其它組織,這種針是無法彎曲的,所以必須確保取出來再去插入另外一根針達(dá)到理想的位置。
這里我們需要使用一種柔性的針,和傳統(tǒng)的不同,屬于非常靈活的、柔性的針,并且能夠驅(qū)動針頭的部分,甚至可以實現(xiàn)彎曲,遇到任何組織、任何骨骼的時候都沒有問題,能夠達(dá)到預(yù)計的目標(biāo)。CT掃描下的例子可以看到整個手術(shù)過程,綠色部分標(biāo)出了想要碰觸的地方,紅色的是不想要碰觸的地方,機(jī)器人可以使用這樣的一種彎曲的模式實現(xiàn),并且躲避所有的障礙物達(dá)到目標(biāo)。這并不是直覺性的,一些人類的外科手術(shù)醫(yī)生也無法去做,可能你想讓它去左邊,但它去右邊了,所以取決于組織的柔軟度以及插入的深度,做起來是非常復(fù)雜的事情。
這里可以看到其中的一些結(jié)果,比如可以達(dá)到這個目標(biāo),誤差是低于1毫米的,有些時候肺癌的治療過程當(dāng)中癌細(xì)胞太小了,所以沒有辦法進(jìn)行活檢樣本的抓取,需要等到稍微長大一點才能進(jìn)行活檢,患者的存活率也是和癌癥發(fā)現(xiàn)是否及時非常相關(guān),希望能夠通過機(jī)器人進(jìn)行抓取活檢,更早地發(fā)現(xiàn)這種疾病。
綠色部分是目標(biāo)進(jìn)入的地方,不希望進(jìn)入的是紅色部分,也可以看到整個軌跡,也可以看到機(jī)器人如何把針插入進(jìn)去。目前已經(jīng)碰觸到了這個目標(biāo),而且目標(biāo)是在移動的,可以一直跟隨、追蹤這個目標(biāo),這也是人類做不到的,只能是由機(jī)器人來完成。
這是另外一個例子,就是可以到達(dá)2毫米的目標(biāo)。要是看整體手術(shù)過程的演進(jìn),過去是開放型的手術(shù),現(xiàn)在想做微創(chuàng)型的手術(shù),未來我們希望機(jī)器人能夠做這種很小的機(jī)器人,機(jī)器人能夠進(jìn)入人的身體進(jìn)行手術(shù)。昨天也有講到小型、微型機(jī)器人如何完成這種手術(shù),未來前景非常大,因為可以做活檢,包括進(jìn)行輻射檢查等等很多任務(wù)。
下面給大家看一個非常小的機(jī)器人,現(xiàn)在已經(jīng)有一家企業(yè)在做這個產(chǎn)品了,大概是有1毫米直徑的大小。如果對比人的手指尖,或者對比人的眼睛,可以看到這是非常小的。好像一個小蟲子,只有1毫米大小,但可以通過非常小的人類體內(nèi)管道,如果是這么小的東西在體內(nèi),加上一些想象力,達(dá)到可以進(jìn)入人體的大小。
這是腦積水的疾病,很多時候都是小孩,就是在他的大腦內(nèi)存在腦脊液非正常累積,可能需要去置換這部分的腦脊液。有些人要在十五年當(dāng)中更換十次,每次都要進(jìn)行開顱手術(shù),我們需要做的是植入一個非常小的機(jī)器人,進(jìn)入到腦室當(dāng)中,從而能夠保持不會出現(xiàn)這種堵塞的問題,現(xiàn)在也仍然處于臨床實驗的階段。有些已經(jīng)是商業(yè)產(chǎn)品了,還有一些是孵化器和研發(fā)階段,再就是科幻項目,類似接近科幻非常小的產(chǎn)品,也可以進(jìn)入人的體內(nèi)。這是歐洲撰寫的,醫(yī)療機(jī)器人方面有很大的機(jī)會能夠領(lǐng)先世界,也會在這個部分大量投資,以色列和歐洲一共有15個合作伙伴項目,我們也是其中之一,希望能夠推進(jìn)這個項目。
這是美國從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人的路徑圖,要到2019年實現(xiàn),包括列舉的大學(xué)。文章中提及五年的時間將更好地使用機(jī)器人進(jìn)行微創(chuàng),那個時候是2009年,現(xiàn)在我們可能已經(jīng)實現(xiàn)了這個目標(biāo),十年以后就會有游泳式的微型機(jī)器人,現(xiàn)在可能還沒有實現(xiàn),十五年以后就會有完全自動化的外科手術(shù)輔助機(jī)器人,現(xiàn)在還達(dá)不到完全自動化,但這是我們前進(jìn)的方向。
未來可能會有自組裝的機(jī)器人,能夠進(jìn)入人體進(jìn)行自組裝,這是一個非常了不起的目標(biāo),就是從非常小的,并且在體內(nèi)自己形成機(jī)器人來完成工作。
總結(jié)一下,現(xiàn)在有大量的研究機(jī)構(gòu)都有關(guān)于醫(yī)療機(jī)器人的項目,這個數(shù)字還在不斷增加,上百家的大學(xué)和高校都在這樣做,只有一些做到了真正能夠放到手術(shù)室當(dāng)中,可能不超過十家公司,很少有公司能夠主導(dǎo)市場,這些新的企業(yè)正在等待專利繼續(xù)開發(fā),也有一些成功的體外機(jī)器人的應(yīng)用,比如Notes,還有很多體內(nèi)機(jī)器人的研究,就是能夠進(jìn)入身體內(nèi),但還沒有任何一款正在商用。結(jié)論就是,現(xiàn)在這個領(lǐng)域是敞開的,未來也會有很大的發(fā)展,非常希望大家能夠加入進(jìn)來。