“妙手”機(jī)器人具有小型化和集成化的特點，布局優(yōu)化，結(jié)構(gòu)精巧，已突破了微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械多自由度絲傳動解耦設(shè)計、從操作手的可重構(gòu)布局原理與實現(xiàn)、系統(tǒng)異體同構(gòu)控制模型構(gòu)建等三大關(guān)鍵技術(shù)問題，解決了機(jī)器人成套技術(shù)難題。目前，該機(jī)器人系統(tǒng)已申請了60多項發(fā)明專利，其中40多項已經(jīng)授權(quán)。
近日，青島大學(xué)附屬醫(yī)院泌尿外科主任牛海濤教授穩(wěn)坐在控制臺上，通過雙手操作主控制器，用腳踏板控制器械和一個三維高清內(nèi)窺鏡，通過5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制近3000公里外的貴州省安順市西秀區(qū)人民醫(yī)院手術(shù)室里的“妙手”操作端，為患者進(jìn)行機(jī)器人輔助腹腔鏡膀胱根治性切除術(shù)。
作為主刀醫(yī)生，牛海濤所面臨的挑戰(zhàn)是：他依靠的這臺“妙手”手術(shù)機(jī)器人能否同步、精準(zhǔn)地“復(fù)制、粘貼”他的動作，最終一步步完成對病灶的精準(zhǔn)切除，并確保術(shù)中患者無明顯出血及周圍臟器損傷等并發(fā)癥。
最終，手術(shù)獲得成功。而之所以能取得這樣的成功，除了主刀醫(yī)生醫(yī)術(shù)高超外，手術(shù)機(jī)器人的精準(zhǔn)得力也是不可或缺的因素。記者了解到，在國家藥品監(jiān)督管理局的授權(quán)下，這樣的“主刀醫(yī)生+國產(chǎn)機(jī)器人”組合手術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)實施了168例。
操作更精準(zhǔn)，讓醫(yī)生坐著即可完成手術(shù)
這臺名為“妙手”的機(jī)器人全稱為新一代國產(chǎn)原研手術(shù)機(jī)器人。
這是一臺什么樣的手術(shù)機(jī)器人呢？
9月下旬，科技日報記者驅(qū)車600公里前往地處山東省威海臨港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的山東威高手術(shù)機(jī)器人有限公司（以下簡稱威高機(jī)器人），在這里找到了答案。
在威高機(jī)器人的廠房里，嶄新的手術(shù)機(jī)器人排成一列，延伸出去，目測數(shù)量有四五十臺。威高機(jī)器人負(fù)責(zé)人王炳強(qiáng)告訴科技日報記者：“這套系統(tǒng)我們已經(jīng)申請了60多項發(fā)明專利，其中，40多項已經(jīng)授權(quán)。”
記者了解到，這60多項發(fā)明專利背后，是該機(jī)器人在安全性技術(shù)、產(chǎn)品化樣機(jī)系統(tǒng)集成技術(shù)、三維立體顯示技術(shù)等方面沖破重重阻礙，取得的一系列重大技術(shù)突破。
比起人手操作以及傳統(tǒng)腔鏡微創(chuàng)手術(shù)方式，手術(shù)機(jī)器人讓手術(shù)操作更為精細(xì)、準(zhǔn)確。與威高機(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作的天津大學(xué)王樹新教授在接受媒體采訪時曾表示，“妙手”機(jī)器人的機(jī)械手臂可以360度自由旋轉(zhuǎn)、擺動，向各個方位旋轉(zhuǎn)扭動毫無壓力，能夠濾除操作醫(yī)生的手部抖動，還可以靈巧地縫合打結(jié)。
同時，該系統(tǒng)上的“立體圖像顯示窗口”可利用探視鏡頭將手術(shù)視野放大數(shù)倍。醫(yī)生通過這個窗口，看到的是三維立體的高清圖像，視野更加清晰，手術(shù)質(zhì)量得到明顯提升。此外，借助“妙手”，醫(yī)生坐著即可完成手術(shù)，更便于實施長時間的復(fù)雜手術(shù)。
“手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展并不是替代醫(yī)生，而是延伸醫(yī)生的手術(shù)能力。”王樹新教授表示，“像腹腔鏡這種微創(chuàng)手術(shù)，人眼看到的屏幕是平面的且圖像放大倍數(shù)不大，但是如果用手術(shù)機(jī)器人這一套系統(tǒng)，圖像能放大到10倍以上，并且機(jī)器人的機(jī)械手臂可以進(jìn)到腹腔內(nèi)，在屏幕上可以看到更大、更立體直觀的影像。”
打破國外壟斷，解決成套技術(shù)難題
公開資料顯示：2014年4月4日，中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院在國內(nèi)率先開展國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人胃穿孔修補(bǔ)術(shù)及闌尾切除術(shù)。
手術(shù)機(jī)器人集多項現(xiàn)代高科技手段于一體。在世界微創(chuàng)外科領(lǐng)域，它是當(dāng)之無愧的革命性外科手術(shù)工具。借助它，外科醫(yī)生可以遠(yuǎn)離手術(shù)臺操縱機(jī)器進(jìn)行手術(shù)，這顛覆了傳統(tǒng)的手術(shù)概念。
外科手術(shù)，經(jīng)歷了由傳統(tǒng)開放手術(shù)到腹腔鏡手術(shù)的變革，而如今的手術(shù)機(jī)器人是其“第三次革命”。但手術(shù)機(jī)器人市場需求龐大、門檻超高，目前，全球范圍內(nèi)唯一成熟的產(chǎn)品來自美國，以斯坦福研究院研發(fā)的機(jī)器人外科手術(shù)技術(shù)為基礎(chǔ)的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人。
據(jù)不完全統(tǒng)計，從上世紀(jì)90年代至今，美國共生產(chǎn)了5000多臺達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，其中，我國引進(jìn)了200多臺，用于承擔(dān)普通外科、泌尿外科、心外科、胸外科、婦科等多領(lǐng)域高難度手術(shù)。
如此好產(chǎn)品，為何不多加引進(jìn)？業(yè)內(nèi)人士告訴記者，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人非常“燒錢”，進(jìn)口價格高達(dá)2000萬元以上，并且后期耗材還需要從美國進(jìn)口，價格也非常高昂。
如今，國產(chǎn)的“妙手”機(jī)器人改變了這一切。
據(jù)王炳強(qiáng)介紹，由天津大學(xué)與威高機(jī)器人合作的“妙手”機(jī)器人是一種全新型、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的腔鏡輔助手術(shù)機(jī)器人。其主要硬件、軟件、材料和系統(tǒng)設(shè)計等均為我國自主研制。與國外進(jìn)口手術(shù)機(jī)器人相較，“妙手”具有小型化和集成化的特點，布局優(yōu)化，結(jié)構(gòu)精巧，已突破了微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械多自由度絲傳動解耦設(shè)計、從操作手的可重構(gòu)布局原理與實現(xiàn)、系統(tǒng)異體同構(gòu)控制模型構(gòu)建等三大關(guān)鍵技術(shù)問題，解決了機(jī)器人成套技術(shù)難題。
更難能可貴的是，它的應(yīng)用打破了國外手術(shù)機(jī)器人技術(shù)在全球的壟斷局面，并大大降低了國內(nèi)患者的醫(yī)療費用。
克服落地障礙，“妙手”即將走向市場
“從鏡片的膜制造，到組裝以及最后成像的軟件，我們突破了微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)集成技術(shù)，打破了國外機(jī)器人系統(tǒng)在這個領(lǐng)域的絕對壟斷地位。擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的中國微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人，實現(xiàn)了高端醫(yī)療裝備的自主創(chuàng)新。”王樹新表示。
很多人還記得去年央視播出的《挑戰(zhàn)不可能》節(jié)目中，上述國產(chǎn)機(jī)器人與在700公里之外的主刀醫(yī)生配合挑戰(zhàn)遠(yuǎn)程縫合雞蛋膜。
生雞蛋殼內(nèi)膜約0.07毫米厚，又薄又脆，這款國產(chǎn)機(jī)器人居然能夠在上面“飛針走線”，縫合完成后還保證了雞蛋液不流出，可見其功力。
據(jù)了解，國內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人起步較晚，還處于發(fā)展初期，即技術(shù)與資本的投入階段。但鑒于各種醫(yī)療機(jī)器人會成為未來外科手術(shù)的主流，吸引了不少入局者。各個團(tuán)隊的產(chǎn)品各有特色、互有競爭。
“醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域的特點是高門檻、高壁壘，尤其是手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域，屬于涉及多項高精尖技術(shù)的綜合領(lǐng)域。”高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所所長盧彰緣曾公開指出醫(yī)療機(jī)器人落地面臨的困難，“一方面國內(nèi)更多的醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)來自于高校和科研院所，從技術(shù)到產(chǎn)品，再到成熟化落地應(yīng)用需要較長的周期做驗證、迭代與完善，同時還需要多項行業(yè)認(rèn)證，才能實現(xiàn)落地應(yīng)用的第一步；另一方面，公眾（或者醫(yī)院）對醫(yī)療機(jī)器人的認(rèn)知還不夠，國內(nèi)醫(yī)療體系還未大范圍將醫(yī)療機(jī)器人納入醫(yī)保范疇，這也在一定程度上影響了醫(yī)療機(jī)器人的商業(yè)化落地進(jìn)程。”
記者了解到，克服了種種落地障礙，今年年底，“妙手”機(jī)器人將走向市場。
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