專業(yè)化、小型化是智慧醫(yī)療的發(fā)展方向

文/ 本刊記者 段永利

孟慶虎

加拿大工程院外籍院士

南方科技大學(xué)電子與電氣工程系主任

如果人工智能(AI)進(jìn)入醫(yī)療，會產(chǎn)生什么樣的效應(yīng)？

一位從醫(yī)多年的骨科專家曾表示，過去年輕的骨科醫(yī)生要成長為主刀，需要?dú)v經(jīng)幾十臺甚至上百臺手術(shù)的訓(xùn)練，但如今在醫(yī)療機(jī)器人的輔助下，不到10臺手術(shù)，具備一定外科手術(shù)基礎(chǔ)和骨科經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生便能獨(dú)當(dāng)一面。尤其是像人工關(guān)節(jié)置換這樣高難度的手術(shù)，機(jī)器人不僅能幫助醫(yī)生縮短學(xué)習(xí)曲線，還能做到傳統(tǒng)手術(shù)難以達(dá)到的精準(zhǔn)和統(tǒng)一化，造福所有患者。

加拿大工程院外籍院士、南方科技大學(xué)電子與電氣工程系主任孟慶虎特別認(rèn)可這種說法。為此，一直在國外從事服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人和醫(yī)療服務(wù)結(jié)合研究的他，放棄國外優(yōu)厚待遇毅然回國，研發(fā)骨圣元化全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人?！爱?dāng)時在我們國家，人工智能在醫(yī)療服務(wù)中的應(yīng)用還有很多空白。骨科手術(shù)機(jī)器人逐步應(yīng)用在臨床方面經(jīng)歷了較長的歷程。”孟慶虎對本刊記者說。

據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)資料顯示，截至2020年年底，中國僅安裝189臺腔鏡及17臺關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人，中國機(jī)器人輔助關(guān)節(jié)置換手術(shù)數(shù)量僅為243例，滲透率不足0.1%；而同期美國的機(jī)器人輔助關(guān)節(jié)置換手術(shù)數(shù)量高達(dá)10萬例，滲透率為7.6%。

對于有多年海外留學(xué)及國際研究背景的孟慶虎而言，如何從國際視角看待中國智慧醫(yī)療領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)和市場應(yīng)用情況，他還算有一定的話語權(quán)。

骨科手術(shù)機(jī)器人以臨床創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)勢，不僅成為各大醫(yī)院救治情況特殊患者的新方式，而且成為更受患者認(rèn)可的一種更加前沿、科學(xué)、有望降低風(fēng)險的醫(yī)療選擇。

從2008年首個骨科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)ROBODOC獲得FDA許可，國內(nèi)外開始逐漸關(guān)注骨科手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展。我國智慧醫(yī)療事業(yè)起步雖然比較晚，但隨著《骨科機(jī)器人行業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》《醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2025年）》等政策的發(fā)布，國內(nèi)的骨科手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)開始從野蠻生長走向規(guī)范化和市場化，優(yōu)秀方案也持續(xù)為患者帶來福音。

孟慶虎認(rèn)為，我國的優(yōu)勢在于生產(chǎn)環(huán)節(jié)事半功倍，國內(nèi)的供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)齊全，在做樣機(jī)或樣品時速度非?？?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國際速度。

“供應(yīng)商與生產(chǎn)商同步推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)程，并時刻保持信息暢通，這是在世界任何其他地方無法企及的優(yōu)勢?！?018年孟慶虎和妻子創(chuàng)建了元化智能科技（深圳）有限公司，以他的經(jīng)歷為例，僅僅三個半月的時間，他的團(tuán)隊(duì)做了五個工程樣機(jī)和一臺采樣機(jī)，這個迭代速度在國內(nèi)尤其是深圳市看似稀松平常，實(shí)際上在國外是無法實(shí)現(xiàn)的。他們還自研了兩款手術(shù)導(dǎo)航儀和專用機(jī)械臂，在定位精度、標(biāo)記物跟蹤數(shù)量和精準(zhǔn)定位范圍等多項(xiàng)指標(biāo)中，超過國外同類產(chǎn)品。

2022年4月，公司自主研發(fā)的全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人獲得國家藥品監(jiān)督管理局上市批準(zhǔn)。從術(shù)后力線恢復(fù)準(zhǔn)確率來看，手工對照組是65.6%，而元化的機(jī)器人組達(dá)到85.4%。相較國內(nèi)外主要的關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人，這一產(chǎn)品無需截骨導(dǎo)板和固定鋼釘，只需一套刀具。

從關(guān)節(jié)機(jī)器人的需求情況來看，這是剛需，原因是國家目前60歲以上人口超過20%，到2023年，超過三分之一的中國人口將超過60歲，骨科尤其是關(guān)節(jié)毛病會越來越嚴(yán)重。依目前技術(shù)水準(zhǔn)看，醫(yī)生手工做手術(shù)要有導(dǎo)板，導(dǎo)板裝上去又會對人體骨骼造成二次傷害，關(guān)鍵是結(jié)果還不見得很理想。唯一的解決方案就是用智能化骨科機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)，一是可以減少二次創(chuàng)傷，二是精度和有效性保證了康復(fù)快速發(fā)展。

從這個角度可以看到，國內(nèi)研發(fā)人員只要扎扎實(shí)實(shí)做足基礎(chǔ)研究工作，從醫(yī)生、病人角度出發(fā)，我們完全可以在技術(shù)上、在用戶體驗(yàn)上、在手術(shù)過程中實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)。從工業(yè)設(shè)計的角度說，手術(shù)室里空間非常寶貴，手術(shù)機(jī)器人不僅要求功能先進(jìn)，而且體積和工業(yè)設(shè)計方面要優(yōu)化，確保體積小，醫(yī)生用起來得心應(yīng)手。

通過上面案例，孟慶虎表示，除了導(dǎo)航儀是自研的以外，他們特地為骨科手術(shù)機(jī)器人研制一款專用手術(shù)機(jī)械臂，在今年年底會替換掉原來一直用的庫卡工業(yè)通用機(jī)械臂。這樣一來，骨科手術(shù)機(jī)器人全部系統(tǒng)都是自己自主研發(fā)的。第二個產(chǎn)品是無線膠囊內(nèi)窺鏡機(jī)器人，從產(chǎn)品一出來在跟蹤，一是基于圖像做自動診斷，另外是讓膠囊變成機(jī)器人，可以在外邊控制起來。

孟慶虎表示，中國手術(shù)機(jī)器人目前只完成從0到1，智能化道路仍然非常漫長。核心部件國產(chǎn)化、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航、專用機(jī)械臂的需求等，大家都是在買別人零件攢起來機(jī)器做手術(shù)。

在他看來，智慧醫(yī)療的痛點(diǎn)在于核心技術(shù)積累不夠，持續(xù)發(fā)展后勁不足。國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人要進(jìn)行技術(shù)跨越，而不是單純的追趕。核心部件要國產(chǎn)化，特別是在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航、專用機(jī)械臂的技術(shù)需求方面。手術(shù)機(jī)器人不能走普外科模式的老路，要走專科化、小型化的技術(shù)路線。

“眼下，從樣機(jī)到產(chǎn)品之間有一條鴻溝，從產(chǎn)品到商品之間也有一條鴻溝?！泵蠎c虎說，技術(shù)人員創(chuàng)業(yè)往往把樣機(jī)作為商品，產(chǎn)業(yè)化的事情還是要交給專業(yè)的團(tuán)隊(duì)去做。

另外，國內(nèi)創(chuàng)新可以利用大灣區(qū)的優(yōu)勢，包括商業(yè)模式、國家政策、國際國外大環(huán)境等，不斷推陳出新，最后通過超車實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)。