隨著各學(xué)科領(lǐng)域技術(shù)不斷突破，臨床科研面臨一場(chǎng)全新變革。信息學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)正在醫(yī)療領(lǐng)域交叉匯聚，不斷拓展人類(lèi)探索生命的邊界。以醫(yī)用機(jī)器人、納米、線粒體等技術(shù)為代表的一大批醫(yī)療科學(xué)創(chuàng)新成果屢屢見(jiàn)諸頂級(jí)科研期刊封面。目前，我國(guó)在這些領(lǐng)域進(jìn)展如何？將有哪些發(fā)力方向？

機(jī)器人，特別是手術(shù)機(jī)器人被稱(chēng)為機(jī)器人領(lǐng)域的“高富帥”。作為高度技術(shù)密集型機(jī)器系統(tǒng)，其研發(fā)需要工程、器械、醫(yī)學(xué)、信息等領(lǐng)域跨界合作，投資大、研發(fā)周期長(zhǎng)。伴隨著硬件產(chǎn)品和人工智能技術(shù)的快速迭代，醫(yī)用機(jī)器人研發(fā)與應(yīng)用呈并進(jìn)之勢(shì)。外科手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)服務(wù)機(jī)器人正在從實(shí)驗(yàn)室走向臨床診治和公眾生活。

手術(shù)機(jī)器人花開(kāi)臨床

精準(zhǔn)定位腦血腫位置，抽吸快速清除；對(duì)不適合藥物治療的帕金森患者實(shí)施微創(chuàng)治療；對(duì)功能性顱腦疾患如三叉神經(jīng)痛進(jìn)行治療。目前，一款應(yīng)用于神經(jīng)外科的手術(shù)機(jī)器人在北京天壇醫(yī)院、海軍總醫(yī)院等已使用一年多，輔助實(shí)施手術(shù)超過(guò)百例。

“它的核心優(yōu)勢(shì)在于，微創(chuàng)手術(shù)創(chuàng)口僅兩毫米，系統(tǒng)定位誤差小于1毫米，手術(shù)平均30分鐘，且在局部麻醉情況下完成?；颊咝g(shù)后觀察1天～2天就可以出院。”北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所王田苗教授介紹，這款手術(shù)機(jī)器人由虛擬手術(shù)規(guī)劃軟件系統(tǒng)、實(shí)時(shí)攝像頭標(biāo)定算法和自動(dòng)機(jī)械臂三部分組成，可以分別比做醫(yī)生的腦、眼、手。借助機(jī)械臂末端的操作平臺(tái)，醫(yī)生可以實(shí)施活檢、抽吸、毀損、植入、放療等12類(lèi)操作，用于腦出血、腦腫瘤、帕金森、癲癇等近百種疾病的手術(shù)治療。北京積水潭醫(yī)院與天智航合作開(kāi)發(fā)的骨科機(jī)器人在全國(guó)20多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)安裝30多臺(tái)骨科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，截至2017年12月，已累計(jì)完成3700多例手術(shù)。

據(jù)了解，以中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)等為代表的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合北京、深圳、重慶、蘇州等地醫(yī)院研發(fā)的多型手術(shù)機(jī)器人，諸如腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人、經(jīng)皮穿刺介入系統(tǒng)等已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

機(jī)器人手術(shù)在臨床上正遍地開(kāi)花。解放軍總醫(yī)院肝膽外二科劉榮團(tuán)隊(duì)走得比較靠前。今年3月18日，他們迎來(lái)了機(jī)器人肝膽胰手術(shù)突破2000例。

康復(fù)機(jī)器人發(fā)展空間大

醫(yī)用機(jī)器人包括微創(chuàng)手術(shù)、智能康復(fù)、醫(yī)用送藥、臟物處置、物流配送服務(wù)機(jī)器人等。有數(shù)據(jù)顯示，目前醫(yī)用機(jī)器人中，手術(shù)機(jī)器人占比達(dá)60%，急救機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人、輔助康復(fù)機(jī)器人等占比較小。

“康復(fù)機(jī)器人發(fā)展空間巨大，目前全球該領(lǐng)域正以每年超過(guò)20%的增長(zhǎng)率發(fā)展。”中科院自動(dòng)化所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室侯增廣介紹，該團(tuán)隊(duì)已完成腕關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人的研制，可用于輔助中風(fēng)等導(dǎo)致的手部運(yùn)動(dòng)功能障礙。

侯增廣分析，傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高，且設(shè)備功能單一、效果一般，而這正是康復(fù)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)顯示，外骨骼和腦機(jī)交互等技術(shù)是發(fā)展方向。“我國(guó)有2472萬(wàn)肢體殘疾人群，其中僅有36.7萬(wàn)人得到康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的服務(wù)，且心腦血管、腫瘤、肢體骨折等住院患者一半以上需要康復(fù)治療。預(yù)計(jì)中國(guó)的康復(fù)機(jī)器人市場(chǎng)可達(dá)100億元。”

國(guó)產(chǎn)化需醫(yī)工深度融合

價(jià)格貴是醫(yī)用機(jī)器人的“槽點(diǎn)”。德國(guó)漢堡科學(xué)院院士張建偉認(rèn)為，加快國(guó)內(nèi)自主產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，該問(wèn)題將得到改善。與國(guó)際相比，我國(guó)的優(yōu)勢(shì)在于智能硬件制造速度快、迭代周期短，同時(shí)我國(guó)需求大，更為重要的是，醫(yī)生配合度高，這些都是醫(yī)工深度融合的有利條件。應(yīng)制定鼓勵(lì)交叉合作的政策，形成醫(yī)生、康復(fù)師、工程師深度融合的工作機(jī)制。

“目前，全球醫(yī)用機(jī)器人市場(chǎng)美國(guó)占主導(dǎo)。在全球排名前十的公司中，美國(guó)占8家。”蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長(zhǎng)孫立寧指出，醫(yī)用機(jī)器人與智能裝備是中國(guó)制造2025的重點(diǎn)方向，我國(guó)已在醫(yī)用機(jī)器人方面具有很好的人才、技術(shù)基礎(chǔ)。“需要政府引導(dǎo)、資本支持、企業(yè)努力、研發(fā)團(tuán)隊(duì)爭(zhēng)氣、醫(yī)生敢想敢試，多方共同努力，打通研發(fā)、注冊(cè)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售的全鏈條。”

醫(yī)生從執(zhí)行者變?yōu)闆Q策者

劉榮指出，隨著人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)生在現(xiàn)有能力的基礎(chǔ)上要完成角色轉(zhuǎn)變。智能時(shí)代的醫(yī)生需要從操作者變成監(jiān)督者，從實(shí)施者變成決策者。這需要在大量技術(shù)積累的前提下，提高創(chuàng)新能力。

王田苗則指出，生物傳感器、可穿戴感知設(shè)備、便攜式基因檢測(cè)設(shè)備、生物組織3D打印、不同醫(yī)療專(zhuān)科智能機(jī)器人系統(tǒng)、智能假肢等研發(fā)，這些遠(yuǎn)景實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)就是醫(yī)工深度融合并且工程科學(xué)技術(shù)先行。

天津大學(xué)副校長(zhǎng)王樹(shù)新描繪了一幅手術(shù)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展的“鉆石圖”：在醫(yī)生和患者之間，借助人機(jī)交互和生命科學(xué)、智能硬件的結(jié)合，在智能、準(zhǔn)確、精密、柔軟、微小、感知、靈巧、穩(wěn)定、遠(yuǎn)程9個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)突破。

“目前的人工智能以代碼形式存在于虛擬世界或固定數(shù)據(jù)之上，將來(lái)會(huì)擴(kuò)展到軀體并延伸至物理世界，有望發(fā)展出能夠改變生命本身的技術(shù)。當(dāng)然，有科學(xué)家認(rèn)為這一過(guò)程至少需要一個(gè)世紀(jì)。”張建偉同時(shí)強(qiáng)調(diào)，“任何新技術(shù)都存在風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，相關(guān)科研必須以人為本，未來(lái)的人工智能系統(tǒng)不能是黑匣子，必須透明可解釋。人類(lèi)要了解機(jī)器決策的來(lái)源和過(guò)程，從而使之成為幫助人類(lèi)解決復(fù)雜重復(fù)工作的助手，而不是取代人類(lèi)的超強(qiáng)機(jī)器。”