國內(nèi)研發(fā)智能醫(yī)療機器人AI技術(shù)提高行業(yè)確診率研究

梁威

（長沙博為軟件技術(shù)股份有限公司，湖南長沙 410100）

0.引言

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用范圍的不斷擴大，醫(yī)療機器人已成為與人類生存和發(fā)展密切相關(guān)的最重要產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，并受到人類的廣泛重視[1]。中國醫(yī)療服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)品類型、區(qū)域布局、產(chǎn)品認(rèn)證、投融資熱點、新技術(shù)等方面有哪些特點，本文主要對此進行研討。

1.智能醫(yī)療機器人AI技術(shù)的應(yīng)用意義

首先，該機器人對于智能注冊信息系統(tǒng)的開發(fā)具有較高的命中率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的注冊設(shè)備。該機器人通過采集面部信號、舌苔外觀和心電信號，獲取患者的基本信息，然后通過簡單的動作問答對患者數(shù)據(jù)庫進行分析和控制，從而快速、準(zhǔn)確地判斷患者的疾病。其次，其智能診斷系統(tǒng)可以大大提高醫(yī)生診斷的效率和準(zhǔn)確性。它只需要將患者在檢查過程中獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到信息系統(tǒng)，然后經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)處理操作，機器人計算出患者的病情類別和概率，而傳統(tǒng)醫(yī)務(wù)人員只需確認(rèn)判斷結(jié)果并簽字即可。智能診斷與信息系統(tǒng)的設(shè)計不僅診斷速度快，而且可以降低誤診率，這比傳統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)醫(yī)生要高[2]。最后，機器人的智能健康檢查系統(tǒng)還可以快速創(chuàng)建個人健康記錄，預(yù)防和管理各種疾病。只要使用簡單的接觸機器人和簡短的健康問答，用戶就可以在幾分鐘內(nèi)形成健康記錄，實時比較用戶身體數(shù)據(jù)和大量健康數(shù)據(jù)中的相同年齡和性別特征，為用戶預(yù)防、診斷和治療相關(guān)疾病提出有針對性的意見。智能體檢系統(tǒng)不僅適用于個人醫(yī)療，也適用于社會、車站、機場等公共場所。

2.國內(nèi)研發(fā)智能醫(yī)療機器人AI技術(shù)提高行業(yè)確診率分析

2.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處初期 成熟度有待提升

我國醫(yī)療機器人公司剛剛成立，上市的專業(yè)社會醫(yī)療機器人公司數(shù)量較少。樣本公司中，2014年后新成立34家社會醫(yī)療機器人公司，2000—2013年成立20家社會醫(yī)療服務(wù)機器人公司，1999年前新成立9家社會醫(yī)療服務(wù)的信息化機器人公司。其中，由于1999年以前新成立的大多是上市公司，社會醫(yī)療機器人只是近年來開辟的一個新的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，不是的主營業(yè)務(wù)范圍。近年來，博世控股、金明精密機械、科源控股、復(fù)星制藥、偉高控股等上市公司的發(fā)展開啟了社會醫(yī)療服務(wù)機器人的市場運作，搶占了新的業(yè)務(wù)增長點。在中國所有的醫(yī)療機器人中，天智鴻是中國唯一一家以醫(yī)療機器人為主業(yè)的上市公司。它已經(jīng)在新的第三個主板上市，但尚未在主板上市。作為一家手動機器人，天之星可以解釋，手術(shù)機器人的發(fā)展相對較早，但在康復(fù)機器人領(lǐng)域，只有錢靜開始出現(xiàn)在市場上。醫(yī)療服務(wù)、家庭健康服務(wù)等類型的醫(yī)療機器人發(fā)展相對較早，成立日期一般在近兩年，行業(yè)也處于早期培育階段[3]。

2.2 產(chǎn)品類型多元康復(fù)系統(tǒng)、醫(yī)療服務(wù)機器人發(fā)展活躍

在外科手術(shù)自動化機器人和醫(yī)療保健自動化機器人完成的基礎(chǔ)上，醫(yī)療自動化機器人逐步發(fā)展并出現(xiàn)在醫(yī)療科技服務(wù)、健康教育服務(wù)、配藥、采血、膠囊等多個不同類別。其中，臨床外科自動化機器人主要分為腹腔鏡、骨科、神經(jīng)外科等。康復(fù)訓(xùn)練自動化機器人主要分為康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)和外骨骼，醫(yī)院服務(wù)機器人主要分為醫(yī)院會診、醫(yī)院后勤、圖像定位等。在樣本中，手術(shù)自動化機器人占16%，醫(yī)療自動化機器人占41%，醫(yī)藥業(yè)務(wù)自動化機器人占17%，醫(yī)療業(yè)務(wù)自動化機器人占8%，其他類型自動化機器人占18%。其中，手術(shù)機器人技術(shù)門檻高，產(chǎn)業(yè)集中度高。一般來說，天之航和柏惠維康是典型的代表。健康自動化機器人技術(shù)公司數(shù)量最多，尤其是在健康管理研究領(lǐng)域。行業(yè)集中度低，但公司思維熱情高。膠囊自動化機器人也是醫(yī)療自動化機器人最具特色的研究領(lǐng)域。金山科技和安漢科技的全自動胃鏡機器人已成為世界醫(yī)用消化內(nèi)鏡蓬勃發(fā)展的里程碑式。健康服務(wù)機器人源于中國智能產(chǎn)業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展趨勢。依托該領(lǐng)域相對完善的國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈，近年來，志康等新品牌迅速崛起。用于醫(yī)療業(yè)務(wù)的機器人種類很多，如康福子、環(huán)球工會醫(yī)療會診機器人、鈦公司醫(yī)院物流機器人、米納斯公司采血機器人等[4]。

2.3 產(chǎn)學(xué)研聯(lián)系緊密龍頭為高?？蒲挟a(chǎn)業(yè)化發(fā)展而來

由于技術(shù)門檻高，醫(yī)療機器人領(lǐng)域具有非常明顯的產(chǎn)學(xué)研特點，這一領(lǐng)域的龍頭大多來自高?？蒲谐晒霓D(zhuǎn)化和發(fā)展。以手術(shù)機器人和外骨骼機器人為例，飛天智航作為中國醫(yī)療機器人專業(yè)領(lǐng)域科技驅(qū)動的主要代表，由清華大學(xué)和北航聯(lián)合提供科技支持，羅布醫(yī)藥、奇漢科技、飛思瑞、哈爾濱學(xué)院技術(shù)、麥康馨等公司的自動化機器人由哈爾濱學(xué)院技術(shù)孵化，苗族S機器人是中國天津市高?？萍几脑斓膰抑攸c工程。百會衛(wèi)康和大艾機器人公司的主要創(chuàng)作者也是北京大學(xué)航空航天工業(yè)機器人技術(shù)的領(lǐng)軍人物。在醫(yī)療服務(wù)機器人等技術(shù)門檻相對較低的行業(yè)，這一趨勢并不突出。在醫(yī)療機器人發(fā)展的不同階段，不僅有創(chuàng)辦人的背景也有產(chǎn)學(xué)研的密切關(guān)系。公司還與該領(lǐng)域較先進的大學(xué)和科研院所建立了實驗室和研發(fā)中心，為科技成果轉(zhuǎn)移和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級奠定了良好的基礎(chǔ)。例如，金明精密機械有限公司與北京清華大學(xué)達(dá)成了技術(shù)合作，并在中國上海共同建立了“智能康復(fù)機器人聯(lián)合應(yīng)用研究數(shù)據(jù)中心”?？圃纯毓膳c東南大學(xué)教育機器人研究所共同簽署了康復(fù)機器人與控制技術(shù)產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議。團風(fēng)楚天學(xué)?？萍贾行呐c中國國防科技師范大學(xué)合作進行系統(tǒng)研發(fā)和醫(yī)療機器人。博世有限公司和MAS機器人公司與哈爾濱工業(yè)工程學(xué)院合作成立機器人工業(yè)研究所和實驗室。目前，醫(yī)用機器人已成為我國機器人產(chǎn)業(yè)的一個新領(lǐng)域，也處于科研、產(chǎn)業(yè)、教學(xué)發(fā)展的最前端。

2.4 醫(yī)療屬性顯著產(chǎn)品認(rèn)證跨區(qū)域難度較大

醫(yī)療機器人不僅是一個機器人產(chǎn)業(yè)，也是一個醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)。有一個極其嚴(yán)格的醫(yī)療產(chǎn)品準(zhǔn)入制度。基于人身安全等剛性指標(biāo)，CFDA認(rèn)證系統(tǒng)已成為醫(yī)療機器人行業(yè)在中國開展?fàn)I銷和宣傳活動的必要方式。醫(yī)療技術(shù)設(shè)備安全管理體系認(rèn)證在海外市場、國內(nèi)基礎(chǔ)研究機構(gòu)和國內(nèi)區(qū)域建立了不同的本地化認(rèn)證體系，大大提高了醫(yī)療機器人的產(chǎn)業(yè)化門檻，延長了資金成本投資和區(qū)域擴張的周期，對醫(yī)療機器人的可持續(xù)、持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響，提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，如果手術(shù)干預(yù)機器人已經(jīng)獲得美國FDA和歐盟CE的批準(zhǔn)，但它也必須在中國獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（CFDA）的認(rèn)證，至少需要2年到2年半的臨床試驗[5]。此外，康復(fù)機器人行業(yè)還需要在北京和江蘇建廠，以獲得這2個地區(qū)醫(yī)院設(shè)備的認(rèn)證。盡管一些國際領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)和安全醫(yī)療機器人產(chǎn)品已經(jīng)公開并得到驗證，但在平衡穩(wěn)定性和市場性以及提高行業(yè)整體轉(zhuǎn)型效益方面仍有很長的路要走。目前，推動醫(yī)療服務(wù)機器人標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺經(jīng)濟建設(shè)的呼聲越來越高。目前國際權(quán)威的醫(yī)療設(shè)備認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)平臺可以對中小產(chǎn)品進行模塊化定制，不僅可以有效降低中小的開發(fā)成本，對產(chǎn)品認(rèn)證也具有十分重要的意義，這是整個醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)鏈中必須改進的一個關(guān)鍵方面。

3.案例分析

以目前醫(yī)院應(yīng)用的一種 DICOM影像膠片打印的圖文標(biāo)注方法為例，實現(xiàn)流程如圖1所示。

圖1 一種 DICOM影像膠片打印的圖文標(biāo)注方法流程

第1步：響應(yīng)用戶所發(fā)起的膠片打印信息，獲取用戶瀏覽區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前信息，將圖文標(biāo)注為Bitmap 對象。取決于當(dāng)前閱片的掛片協(xié)議，分屏模式，圖文標(biāo)記的Bitmap 的內(nèi)容為當(dāng)前待打印DICOM影像對象在影像瀏覽區(qū)的相同位置區(qū)域內(nèi)的圖文標(biāo)注信息（如膠片四角標(biāo)注文字信息，圖文標(biāo)注信息、比例尺信息等），對上述區(qū)域內(nèi)的圖文標(biāo)準(zhǔn)信息，系統(tǒng)性的獲取，建設(shè)針對性的Bitmap 對象。第2步：將以上對象借助8Bit 位深BitMap，轉(zhuǎn)換為單色圖文標(biāo)注Mono Bitmap 圖像，對象為2位深。第3步：縮放Mono Bitmap，獲得與DICOM影像大小相同的圖文標(biāo)注對象，為待打印Mono Bitmap圖像。第4步：遍歷需要打印的DICOM影像對象像素，獲取Mono Bitmap 所對應(yīng)的像素位置，結(jié)合參數(shù)Mono Bitmap 和AnnotationGray，變換DICOM影像內(nèi)的相似，選擇以圖文標(biāo)注的形式在待打印的膠片DICOM影像上添加相應(yīng)的信息，如圖2所示。

圖2 像素信息添加流程

在Mono Bitmap 圖像中，能夠保存用戶的圖文標(biāo)注信息，完善圖像信息，Mono Bitmap 對象內(nèi)，這些信息以8位Byte形式存在，遍歷DICOM影像像素期間，每次只讀一個Mono Bitmap的Byte，Bitmap逐步按照從下到上順序?qū)⑵鋬Υ嬖贐itmap內(nèi)，DICOM影像自上而下逐步保存像素，并按照像素映射規(guī)律開展相應(yīng)的映射。

4.結(jié)語

在世界自動機器人、醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)，醫(yī)療機器人屬于全新發(fā)展方向，同時也是世界投資競爭和國際競爭的技術(shù)制高點。醫(yī)療自動化機器人以其專業(yè)技能、高門檻、高附加值的技術(shù)特點對醫(yī)療外科、醫(yī)療保健、醫(yī)療服務(wù)、健康行業(yè)等均產(chǎn)生了較大的影響，使其發(fā)生了革命性的轉(zhuǎn)變。近年來，我國醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展階段，成為世界自動機器人技術(shù)、醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用價值最為顯著的技術(shù)，屬于明星產(chǎn)業(yè)之一。