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“機(jī)器人+醫(yī)療”場(chǎng)景走向多樣化

發(fā)布時(shí)間:2023-03-07 來(lái)源:醫(yī)學(xué)科學(xué)報(bào) 瀏覽量: 字號(hào):【加大】【減小】 手機(jī)上觀看

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醫(yī)療機(jī)器人是指應(yīng)用于醫(yī)院、診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的半自主或全自主工作的機(jī)器人,能夠完成有益于人類健康的服務(wù)工作,但不包括從事生產(chǎn)活動(dòng)的設(shè)備。

目前,醫(yī)療機(jī)器人可分為輔助機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人四大類。在我國(guó)醫(yī)療機(jī)器人市場(chǎng)中,占比最大的為康復(fù)機(jī)器人,達(dá)47%;其次為輔助機(jī)器人,占比達(dá)23%;手術(shù)機(jī)器人及醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人占比分別達(dá)17%、13%。


多場(chǎng)景應(yīng)用輔助機(jī)器人

輔助機(jī)器人包括采血機(jī)器人、消毒機(jī)器人、配送機(jī)器人等。

在醫(yī)院,抽血化驗(yàn)是最常見(jiàn)的檢測(cè)方式。人的血管形態(tài)各異,一般經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)護(hù)人員能在采血時(shí)把針恰到好處地刺入血管,并判斷好深度。

據(jù)悉,復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院檢驗(yàn)科已投入使用采血機(jī)器人。采血機(jī)器人的圖像識(shí)別系統(tǒng)會(huì)對(duì)患者皮下血管組織進(jìn)行成像,并顯示在一旁的屏幕上。通過(guò)氣壓檢測(cè),采血機(jī)器人會(huì)判斷針是否準(zhǔn)確扎入血管。只需等待幾分鐘,采血就順利完成了。復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院檢驗(yàn)科主任郭瑋說(shuō):“采血機(jī)器人采用了非真空精準(zhǔn)定量采血技術(shù),能提高采集的血液樣本質(zhì)量,而且采血一次性穿刺成功率比人工采血提升了10%,使患者扎針疼痛感降低,尤其能大幅改善暈針、暈血、肥胖等難采血人群的就診體驗(yàn)?!?/span>

此外,上海第六人民醫(yī)院、北京大學(xué)第三醫(yī)院等已經(jīng)在手術(shù)室、檢驗(yàn)科、實(shí)驗(yàn)室、藥房等場(chǎng)景中應(yīng)用了智能配送、智能消毒等方案。郭瑋介紹:“傳統(tǒng)的紫外燈管消毒方式,有效消毒距離僅在1米左右,純?nèi)肆Σ僮鬟€會(huì)對(duì)操作人員造成身體傷害。但消毒機(jī)器人的霧化速度可達(dá)1.5L/h,還能對(duì)消毒數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,形成標(biāo)準(zhǔn)化消毒日志,協(xié)助醫(yī)院對(duì)消毒情況進(jìn)行追蹤、管控,有效提升醫(yī)院感染防控管理水平?!?/span>

與餐廳、酒店等配送場(chǎng)景相比,在醫(yī)院中運(yùn)行的配送機(jī)器人需要滿足更高的技術(shù)要求?!搬t(yī)療物資有價(jià)值高、種類多、時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn),一旦運(yùn)送錯(cuò)誤,將直接影響患者的診療效果甚至生命安全?!惫|表示,醫(yī)療領(lǐng)域的配送機(jī)器人不僅要送得準(zhǔn),還要送得快,要能夠全面管控、精準(zhǔn)溯源。“例如在檢驗(yàn)科,檢驗(yàn)標(biāo)本的運(yùn)送需要做到單點(diǎn)配送、多點(diǎn)回收,并且保障檢驗(yàn)標(biāo)本的安全性、私密性等。這要求配送機(jī)器人全程做好跟蹤記錄,形成標(biāo)本的閉環(huán)管理?!?/span>


醫(yī)生和手術(shù)機(jī)器人協(xié)作是核心

手術(shù)機(jī)器人集多種現(xiàn)代高科技于一體,被稱作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。相比于其他醫(yī)療機(jī)器人,手術(shù)機(jī)器人具有技術(shù)門檻高、精度高、附加值高等特點(diǎn)。近年來(lái),骨科和神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)學(xué)研一體化特征明顯,大量科研成果得到轉(zhuǎn)化應(yīng)用。目前,手術(shù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)已經(jīng)被應(yīng)用于骨科、神經(jīng)外科、心臟外科、婦科等手術(shù)中。

同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院副教授齊鵬介紹,手術(shù)機(jī)器人經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段,即從最初的工業(yè)機(jī)器人遷移應(yīng)用,到通用型手術(shù)機(jī)器人,又進(jìn)一步演化為多種面向不同術(shù)式的專用型手術(shù)機(jī)器人。

按照手術(shù)對(duì)象,手術(shù)機(jī)器人一般可分為硬組織機(jī)器人、軟組織機(jī)器人等。也可通過(guò)更為直觀的分類方法,按照臨床應(yīng)用領(lǐng)域劃分為骨科機(jī)器人、神經(jīng)外科機(jī)器人、腔鏡機(jī)器人、經(jīng)自然腔道機(jī)器人、血管介入機(jī)器人等。目前,進(jìn)入臨床應(yīng)用的手術(shù)機(jī)器人代表生產(chǎn)商主要集中在歐美,他們?cè)谥袊?guó)的可及手術(shù)量均超過(guò)100萬(wàn)例/年。

齊鵬介紹,主從式是目前手術(shù)機(jī)器人實(shí)施手術(shù)的主要操作模式。主從式操作系統(tǒng)由一臺(tái)主處理機(jī)記錄、控制其他從處理機(jī)的狀態(tài),并分配任務(wù)給從處理機(jī)。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人就是這種主從式操作模式。它主要由外科醫(yī)生控制臺(tái)、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)、成像系統(tǒng)三個(gè)部分組成。

通過(guò)控制臺(tái),醫(yī)生可對(duì)床旁機(jī)械臂系統(tǒng)實(shí)施“一對(duì)一”映射性操作。由于醫(yī)生可以坐著完成手術(shù),不易疲勞,時(shí)間長(zhǎng)、高難度的復(fù)雜手術(shù)會(huì)變得更加輕松。這種“手眼同軸”的便利,使外科醫(yī)生能夠更加自然順暢地進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)的精細(xì)操作。

“隨著智能水平的不斷提升,手術(shù)機(jī)器人在發(fā)展理念上也越來(lái)越多地關(guān)注人機(jī)交互問(wèn)題?!饼R鵬表示,這種人機(jī)交互既包括物理層面,也包括信息和數(shù)據(jù)流方面的有效互通,“協(xié)作”成為手術(shù)機(jī)器人乃至整個(gè)機(jī)器人應(yīng)用方向上一個(gè)時(shí)髦的關(guān)鍵詞。齊鵬進(jìn)一步解釋,協(xié)作的核心是通過(guò)生產(chǎn)機(jī)器人幫助人類完成某項(xiàng)任務(wù),過(guò)程中既能發(fā)揮人類智慧的優(yōu)勢(shì),又能發(fā)揮機(jī)器人硬件、軟件方面的特長(zhǎng),而不是替代人。在醫(yī)療機(jī)器人的細(xì)分領(lǐng)域,協(xié)作既是醫(yī)療機(jī)器人目標(biāo),也是難點(diǎn)。他表示,未來(lái)醫(yī)療機(jī)器人研發(fā)難點(diǎn)包括手術(shù)機(jī)器人與臨床醫(yī)療的融合。


康復(fù)機(jī)器人前景廣闊

結(jié)合相關(guān)政策推動(dòng)及市場(chǎng)需求,養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)器人的需求是巨大的。而且養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)并不局限于國(guó)內(nèi),老齡化問(wèn)題是全球性的問(wèn)題,該領(lǐng)域?qū)τ谙嚓P(guān)功能機(jī)器人的需求早已到達(dá)峰值。

康復(fù)機(jī)器人分為輔助型和治療型兩種。其中,輔助型康復(fù)機(jī)器人主要用于幫助病人、老人、殘疾人更好地適應(yīng)日常生活和工作,部分補(bǔ)償其弱化的功能,而治療型康復(fù)機(jī)器人則以恢復(fù)病人部分機(jī)能為主。

上海理工大學(xué)智能康復(fù)工程與技術(shù)研究所所長(zhǎng)喻洪流指出,受到普及率低、研發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)份額占比不高等因素影響,我國(guó)康復(fù)機(jī)器人市場(chǎng)尚處于初期探索階段。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,康復(fù)機(jī)器人是有效填補(bǔ)醫(yī)患供需缺口、全面促進(jìn)醫(yī)療康復(fù)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級(jí)的重要?jiǎng)恿ΑkS著我國(guó)人口老齡化不斷加快、慢性病患者數(shù)量逐年增加,龐大的康復(fù)醫(yī)療服務(wù)及康復(fù)醫(yī)療器械需求正在推動(dòng)本土康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

數(shù)據(jù)顯示,2016—2020年,中國(guó)康復(fù)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從575億元增至1220億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)20.69%,僅僅是康復(fù)醫(yī)療器械市場(chǎng)規(guī)模就高達(dá)380億元,五年內(nèi)的年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)21.39%。行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)分析認(rèn)為,預(yù)計(jì)到2025年,中國(guó)康復(fù)醫(yī)療器械市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá)810億元。在這個(gè)過(guò)程中,康復(fù)師與患者供需錯(cuò)配的問(wèn)題,以及康復(fù)醫(yī)療服務(wù)滲透率低的問(wèn)題將越發(fā)突出。

此外,隨著老齡化社會(huì)到來(lái),龐大的老年康復(fù)人群急需得到供應(yīng)補(bǔ)充。最新一次人口普查數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)65歲及以上人口已經(jīng)達(dá)2億人左右,占總?cè)丝跀?shù)的14%。目前,傳統(tǒng)康復(fù)器械仍舊無(wú)法完全替代康復(fù)師高定制化的手法治療,這個(gè)需求缺口必須由康復(fù)機(jī)器人彌補(bǔ)。

喻洪流指出,從臨床效果來(lái)看,康復(fù)機(jī)器人可以全面降低康復(fù)師工作量,提高治療效率和精準(zhǔn)度。依托一系列智能科技,康復(fù)機(jī)器人還能促進(jìn)患者的主動(dòng)參與性,客觀評(píng)價(jià)康復(fù)訓(xùn)練的強(qiáng)度、時(shí)間和效果,使康復(fù)治療更加系統(tǒng)化和規(guī)范化。隨著人工智能、5G等新技術(shù)、新方向的持續(xù)涌現(xiàn),康復(fù)機(jī)器人讓康復(fù)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了顛覆式創(chuàng)新,并產(chǎn)生了重要價(jià)值,也將進(jìn)一步推動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域向智能化邁進(jìn),實(shí)現(xiàn)多個(gè)領(lǐng)域的合作共贏。


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