機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成為決定未來(lái)經(jīng)濟(jì)的顛覆性的技術(shù)之一，我國(guó)也把機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為國(guó)家戰(zhàn)略。醫(yī)用機(jī)器人是專業(yè)服務(wù)機(jī)器人最重要的領(lǐng)域。

1、為什么醫(yī)用機(jī)器人現(xiàn)在這么受重視呢?

2012年底全球醫(yī)用機(jī)器人銷(xiāo)量是1300多臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到60億美元，預(yù)計(jì)到2016年將增長(zhǎng)到119億美元。如果包括陪護(hù)類(lèi)機(jī)器人，市場(chǎng)空間就會(huì)更大，未來(lái)的增長(zhǎng)速度也是機(jī)器人領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的。

醫(yī)用機(jī)器人有一個(gè)非常寬泛的概念，可以說(shuō)用于醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人或者機(jī)器人化設(shè)備都可以叫做醫(yī)用機(jī)器人。

醫(yī)用機(jī)器人和傳統(tǒng)機(jī)器人相比有自己的內(nèi)涵，像輔助醫(yī)生的工作、擴(kuò)展醫(yī)生的能力，這些都是我們所希望醫(yī)用機(jī)器人應(yīng)具有的能力。而醫(yī)用機(jī)器人作動(dòng)的對(duì)象是人，是醫(yī)生手里的工具，可以輔助醫(yī)生為患者完成手術(shù)，所以對(duì)于安全性方面提出了更高的要求，安全和有效是醫(yī)用機(jī)器人最重要的特征，也是醫(yī)用機(jī)器人的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，此外醫(yī)用機(jī)器人要具有良好的交互性。

醫(yī)用機(jī)器人都發(fā)展得怎么樣了?

世界主要醫(yī)用機(jī)器人研究進(jìn)展

醫(yī)用機(jī)器人是從醫(yī)學(xué)的需求發(fā)展而來(lái)的?，F(xiàn)代手術(shù)進(jìn)入到了微創(chuàng)時(shí)代，微創(chuàng)手術(shù)的成功不僅依賴于技術(shù)精湛的外科大夫，也依賴于醫(yī)生手里優(yōu)良的手術(shù)工具。

我們可以看到從開(kāi)放手術(shù)到普通腹腔鏡手術(shù)，再到機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)，微創(chuàng)技術(shù)的需求牽引推動(dòng)了機(jī)器人技術(shù)在這方面的應(yīng)用。

醫(yī)用機(jī)器人的分類(lèi)目前也較為籠統(tǒng)，可以大致分為手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人和智能設(shè)備。

通過(guò)這張圖可以看到，醫(yī)用機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人一樣，在外科和其他醫(yī)療領(lǐng)域都應(yīng)用得廣泛應(yīng)用。世界上第一款手術(shù)機(jī)器人出現(xiàn)在腦外科手術(shù)領(lǐng)域，是用工業(yè)型的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)手術(shù)導(dǎo)航。

骨科機(jī)器人的研究也比較早，從上世紀(jì)八十年代一直到現(xiàn)在都在研究。典型的系統(tǒng)如美國(guó)的ROBODOC、瑞典的PinTrace以及德國(guó)的CASPAR等，這些都有較好的應(yīng)用。以色列的Mazor可以輔助醫(yī)生完成脊柱手術(shù)，已經(jīng)在中國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售，但價(jià)格較為昂貴。

眼科手術(shù)機(jī)器人能夠很好地把醫(yī)生手部的顫抖濾除，輔助醫(yī)生完成較為精細(xì)的眼科手術(shù)。

血管介入手術(shù)機(jī)器人也是研究較多的，國(guó)際上醫(yī)療器械行業(yè)領(lǐng)域的幾大領(lǐng)軍企業(yè)都開(kāi)展該方面的研究，臨床具有較大需求。

目前手術(shù)機(jī)器人商業(yè)化做的最好的就是美國(guó)直覺(jué)外科公司生產(chǎn)的達(dá)芬奇腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人，截止到去年年底，直覺(jué)外科公司在全球銷(xiāo)售了3266臺(tái)，其中幾十臺(tái)是去年4月份推出的最新型的Xi系統(tǒng)。

直覺(jué)外科公司于2000年上市，上市的時(shí)候每股不到八美元，股值最高點(diǎn)的是2012年5月份，每股達(dá)到588美元，昨天收盤(pán)的股價(jià)是519美元，一直是納斯達(dá)克“長(zhǎng)牛不衰”的股票。因?yàn)榇蠹矣X(jué)得這個(gè)市場(chǎng)非常大，所以世界范圍內(nèi)很多機(jī)構(gòu)都在針對(duì)腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行研究。

除了手術(shù)領(lǐng)域，另外一個(gè)最主要的領(lǐng)域就是康復(fù)和助力機(jī)器人，以色列的 ReWalk 產(chǎn)品已經(jīng)拿到了FDA的認(rèn)證，現(xiàn)在市值已經(jīng)達(dá)到三十多億美元，典型的還有日本的HAL和美國(guó)的HULC機(jī)器人。

醫(yī)院服務(wù)機(jī)器人，也已在醫(yī)院得到應(yīng)用，包括導(dǎo)診、輔助護(hù)士操作等。

典型的應(yīng)用包括埃博拉病毒爆發(fā)的時(shí)候通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行消毒，可以有效地避免人員受到病毒感染。服務(wù)型機(jī)器人在醫(yī)院的應(yīng)用將越來(lái)越多。

還有一個(gè)重要的領(lǐng)域就是機(jī)器人化的醫(yī)用設(shè)備，現(xiàn)在高端的醫(yī)療裝備紛紛引入機(jī)器人技術(shù)，如西門(mén)子這款最新的DSA設(shè)備就是應(yīng)用機(jī)械臂技術(shù)。大量應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)也是現(xiàn)在醫(yī)療裝備行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

那么，國(guó)內(nèi)醫(yī)用機(jī)器人研究進(jìn)展如何?

國(guó)內(nèi)醫(yī)用機(jī)器人的研究起源于九十年代，典型的系統(tǒng)如北航和海軍總醫(yī)院聯(lián)合研制的腦外科手術(shù)機(jī)器人，獲得了CFDA的認(rèn)證，已經(jīng)完成了幾千例的臨床手術(shù)。2003年實(shí)現(xiàn)了北京到沈陽(yáng)之間的遠(yuǎn)程機(jī)器人導(dǎo)航腦外科手術(shù)。

北航研制的骨科手術(shù)機(jī)器人也獲得了CFDA認(rèn)證，2006年的時(shí)候完成了北京到延安之間的遠(yuǎn)程骨科手術(shù)。

此外哈工大在腹腔鏡、骨科、介入手術(shù)等領(lǐng)域開(kāi)展研究，中科院自動(dòng)化所、沈陽(yáng)所、深圳院等在血管介入、骨科等領(lǐng)域開(kāi)展研究，天津大學(xué)在腹腔鏡、顯微外科等領(lǐng)域開(kāi)展研究，北京理工大學(xué)在軟組織穿刺、顱頜面外科等領(lǐng)域開(kāi)展研究，復(fù)旦、浙大等也都在醫(yī)用機(jī)器人方面開(kāi)展了研究，取得了一系列的成果。

醫(yī)用機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?

1、機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

醫(yī)用機(jī)器人既然叫機(jī)器人，那就離不開(kāi)機(jī)器人的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，包括機(jī)構(gòu)、控制、傳感、人機(jī)交互、遙操作和材料等等，這方面和傳統(tǒng)機(jī)器人沒(méi)有太大差別。

設(shè)計(jì)時(shí)要擺脫傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的“影子”，實(shí)現(xiàn)輕量化、精密、靈巧機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

2、系統(tǒng)集成技術(shù)

醫(yī)用機(jī)器人有“醫(yī)用”的特殊內(nèi)涵，要求安全有效。系統(tǒng)集成時(shí)一定要面向具體的手術(shù)流程需求，考慮手術(shù)室如何應(yīng)用，注意人機(jī)功效學(xué)的研究。如果醫(yī)生不接受你的系統(tǒng)，你理論工作做得再好、技術(shù)再先進(jìn)也不可能得到推廣應(yīng)用，所以醫(yī)用機(jī)器人更強(qiáng)調(diào)“醫(yī)生-機(jī)器人-患者”三者的共融。

3、遙操作及遠(yuǎn)程手術(shù)技術(shù)

目前成功的手術(shù)機(jī)器人大多是主從操作式機(jī)器人，未來(lái)的趨勢(shì)是遠(yuǎn)程手術(shù)，因此遙控操作和遠(yuǎn)程手術(shù)技術(shù)也是大家看重的。

4、手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)

基于機(jī)器人系統(tǒng)的3D手術(shù)規(guī)劃，利用醫(yī)學(xué)影像實(shí)時(shí)重建及融合處理和手術(shù)機(jī)器人高精度3D跟蹤定位及可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)術(shù)中實(shí)時(shí)標(biāo)定及配準(zhǔn)。

5、軟體機(jī)器人技術(shù)

現(xiàn)在比較流行的一項(xiàng)技術(shù)，未來(lái)在醫(yī)療領(lǐng)域的前景也是非常好的，如輸尿管鏡機(jī)器人在泌尿外科是非常有前景的。

6、醫(yī)療與互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)—數(shù)字醫(yī)療、移動(dòng)醫(yī)療、穿戴式醫(yī)療、遠(yuǎn)程醫(yī)療

由于新技術(shù)的出現(xiàn)，醫(yī)用機(jī)器人也需要與時(shí)俱進(jìn)，包括數(shù)字醫(yī)療、移動(dòng)醫(yī)療、穿戴式醫(yī)療和遠(yuǎn)程醫(yī)療。這種趨勢(shì)也越來(lái)越明顯了，日本的Pepper機(jī)器人把云計(jì)算和大數(shù)據(jù)利用起來(lái)以后可以很好地在情感陪護(hù)方面介入進(jìn)去，這也是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

寫(xiě)在后面：從事醫(yī)療機(jī)器人的研究體會(huì)

從事醫(yī)用機(jī)器人研究最重要的是醫(yī)工結(jié)合。如下圖：

醫(yī)生是直接用戶，可以幫助你確定機(jī)器人的功能，確定適用癥和禁忌癥;同時(shí)醫(yī)生又是評(píng)判專家，機(jī)器人好不好用是由醫(yī)生來(lái)說(shuō)了算，絕對(duì)不是由研究的工程人員說(shuō)了算。一定要走這樣一條路：

由醫(yī)生提出功能需求，工程人員理解醫(yī)生的要求后翻譯成工程語(yǔ)言，設(shè)計(jì)初步方案，然后醫(yī)工結(jié)合確定系統(tǒng)方案，最后實(shí)施。如果不經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程系統(tǒng)很難與“醫(yī)”貼合。