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| 本文作者： 張馳 | 2016-10-28 21:13 |
編者按：本文編輯自孫立寧教授在2016年世界醫(yī)療機器人大會的會前會的演講，報告題目為：醫(yī)用機器人及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展。孫立寧為ROBO醫(yī)療機器人研究所所長、機器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室（哈工大）副主任、國家杰出青年基金獲得者、長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授、國家萬人計劃領(lǐng)軍人才。雷鋒網(wǎng)對報告做了不改變原意的編輯。
機器人的應(yīng)用少不了醫(yī)療，甚至很多人認為，相比家用機器人，醫(yī)療機器人的普及會更加迅速，因為其使用環(huán)境更加可控，所得效益也更加明顯。那么醫(yī)用機器人發(fā)展到什么樣的程度了，又會有怎樣的趨勢，面臨怎么樣的挑戰(zhàn)呢？
目前，醫(yī)用機器人不僅在國內(nèi)，在國外也有很重要的戰(zhàn)略地位，受到政策上的支持。國內(nèi)出臺的《中國制造2025》白皮書中，就指出會重點發(fā)展影像設(shè)備和醫(yī)用機器人等高性能診療設(shè)備；《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中也將手術(shù)機器人列為機器人中的十大標志性產(chǎn)品。
在國際市場，根據(jù)波士頓咨詢的預(yù)計，現(xiàn)在每年醫(yī)療機器人的營收是40億美元，2020年將達到114億美元；而醫(yī)用機器人公司直覺外科在2014年的營收就達到了21億美元。
如下圖所示，目前醫(yī)用機器人主要涉及機器人、微納、3D及信息等，覆蓋了診斷與監(jiān)測、遠程醫(yī)療、康復(fù)等9信領(lǐng)域。
至于為什么會有如此大的和發(fā)展速度和市場，孫立寧指出，是因為相對于工業(yè)機器人，醫(yī)用機器人擁有高性能與高附加值。目前最著名的達芬奇系統(tǒng)價值2000萬左右，而工業(yè)機器人一般僅20萬元。
那么如何定義醫(yī)用機器人的內(nèi)涵呢？
孫立寧認為，它應(yīng)該是醫(yī)療器械，但又不同于醫(yī)療器械。它能夠輔助醫(yī)生，擴展醫(yī)生的能力，智能水平也會不斷增長，同時也要滿足以下三個方面：醫(yī)用性、臨床適應(yīng)性以及良好的交互性。這樣，醫(yī)用機器人就與傳統(tǒng)器械完全不一樣了。
在提供這樣的功能中，醫(yī)用機器人又主要分為以下幾類：
外科手術(shù)機器人
放療機器人
康復(fù)與助老助殘機器人
醫(yī)院用非治療類機器人
以及，機器人化醫(yī)療裝備
國外主要醫(yī)用機器人
國內(nèi)主要醫(yī)用機器人
就目前來說，手術(shù)機器人占比最高，在六成以上；其次是放射性手機機器人，占比約兩成。
而得益于醫(yī)用機器人的快速增長，未來商業(yè)機器人會取代軍用機器人成為第二大機器人市場（思考題：第一是誰？），市值達到170億美元。
要說最成功的醫(yī)用機器人，當(dāng)屬達芬奇手術(shù)機器人。這家公司自1995年成立以來，基本可以說是一直走在醫(yī)用機器人的前列。所以孫立寧也將其作為這一領(lǐng)域百年發(fā)展的案例。
總體來看，醫(yī)用機器人的百年歷史自1901年起步，在1987年后逐漸往自動化方向發(fā)展。2000年達芬奇的微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)通過FDA認證，從此開始強勢發(fā)展。最初的達芬奇機器人售價3100萬，現(xiàn)在已然降價不少，但仍舊昂貴，全球共3700多臺，美國占了2344臺。
演講途中，孫立寧還展示了達芬奇機器人做手術(shù)的過程，其中機器人在人體內(nèi)靈活穿梭，穿針引線，就像人手一樣。但由于圖片較為血腥，雷鋒網(wǎng)就不再放圖了。
目前醫(yī)用機器人已經(jīng)得到了大范圍的認可。對達芬奇機器人的追捧從資本市場上也可以看出來，其所屬公司直覺外科在上市時股份僅8美元，但2016年一度達到623美元。
從達芬奇機器人上可以看出，醫(yī)用機器人是高技術(shù)帶來高產(chǎn)值，具有技術(shù)門檻高，研發(fā)周期長，風(fēng)險大，跨越多學(xué)科等特點。所以，孫立寧認為，需要有“政產(chǎn)學(xué)研醫(yī)資”的長效機制，國內(nèi)醫(yī)用機器人才能得到更好的發(fā)展。具體而言，其趨勢與挑戰(zhàn)包括以下幾個方。
互聯(lián)網(wǎng)公司喜歡談“用戶體驗”，醫(yī)用機器人也適用于此，不過這里的用戶指的是醫(yī)生，是他們在使用機器人進行手術(shù)，角色十分重要。
孫立寧認為的醫(yī)-工結(jié)合主要流程如下（見上圖）：由醫(yī)生提出功能需求，安全性要求及手術(shù)方式與過程等；然后由技術(shù)人員明確需求后，確定設(shè)計輸入，規(guī)劃實現(xiàn)方式，形成工程語言；再然后是雙方結(jié)合方案論證，不斷修改與迭代。做出方案后，還要進行技術(shù)測試，醫(yī)生測試與評價修改。
孫立寧提到，醫(yī)用機器人的開發(fā)往往要經(jīng)過數(shù)年，整個過程“很累”。但正是從這里，他體會到需要醫(yī)生的重要性。
孫立寧認為，未來的醫(yī)用機器人肯定是創(chuàng)傷越小越好，要做到簡單、安全、集成，并且適合醫(yī)生操作的習(xí)慣。
達芬奇機器人的發(fā)展也經(jīng)歷了波折與困難，早期是使用主控制臺（主操作手），配備臂系統(tǒng)，但未來會是直接控制，做到主從一體化，更小更方便。
具體而言，做到主從一體化會面臨下圖中的問題。它會需要器械更微小更靈活，需要先進的設(shè)計與制造。而且做到醫(yī)生直接控制時，人手會顫動，這又怎么來解決呢？這都是需要考慮的問題，現(xiàn)在還沒有明確的答案。
他提到的第二個發(fā)展方向是從微創(chuàng)到更微創(chuàng)，以及從微創(chuàng)多孔到微創(chuàng)單孔機器人等。這方面有直覺外科，加拿大的Titan公司，以及國內(nèi)的上海交通大學(xué)等在研究。這里面臨的問題則主要體現(xiàn)在兩方面：一是機器人尺寸過大，因為離散關(guān)節(jié)制約著系統(tǒng)尺寸；二是集成化不足，制約多自由度末端器械集成。
另外還有柔性機器人也值得關(guān)注。人體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受限于體內(nèi)的狹小空間，柔性機器人的操作會更便利。
最后，孫立寧談到了醫(yī)用機器人的標準制定與監(jiān)管等問題。醫(yī)用機器人由于其嚴肅性，應(yīng)用的過程必然十分復(fù)雜。2014年的《醫(yī)療器械注冊管理辦法》公布后，先產(chǎn)品注冊、后生產(chǎn)許可的監(jiān)管模式，也為醫(yī)用機器人的普及輔平了道路。
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