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全自動手術(shù)機(jī)器人,正在走向人類

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全自動手術(shù)機(jī)器人,正在走向人類

從不完全自動外科手術(shù)機(jī)器人向全自動外科手術(shù)機(jī)器人過渡是一個新的努力方向。

文|陳根

外科手術(shù)機(jī)器人已然成為一種長趨勢。2020年7月,國家上調(diào)了大型醫(yī)療器械配置規(guī)劃數(shù)量,至2020年末的全國手術(shù)機(jī)器人裝機(jī)數(shù)量由調(diào)整前的197臺升至調(diào)整后的268臺,上升36.04%。

2021年4月,上海醫(yī)保局將28個新項目納入本市基本醫(yī)保支付范圍,其中“人工智能輔助治療技術(shù)”即是腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人。其中,患者自負(fù)比例為20%,手術(shù)類型被限定為前列腺癌根治術(shù)、腎部分切除術(shù)、子宮全切術(shù)、直腸癌根治術(shù)四種,手術(shù)機(jī)器人類型也被限定為僅達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人一種。

2021年8月末,北京市醫(yī)療保障局也宣布將手術(shù)機(jī)器人及其耗材納入醫(yī)保支付范疇,相關(guān)支付內(nèi)容被分為兩部分,一部分為機(jī)器人的使用費(fèi)用,固定為8000元,可全部使用醫(yī)保支付;另一部分為配套耗材費(fèi)用,可部分報銷。

這無疑是對外科手術(shù)機(jī)器人的利好,但需要指出的是,當(dāng)前的外科手術(shù)機(jī)器人并不是完全的純自動機(jī)器人。以達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為例,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人主要有3個子系統(tǒng)組成:醫(yī)師操控臺、床旁機(jī)械臂手術(shù)系統(tǒng)和3D成像系統(tǒng)。簡單來說,進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)生在操控臺上操作,系統(tǒng)將醫(yī)生在病人體外的動作精確傳遞到機(jī)械臂,轉(zhuǎn)化為手術(shù)器械在病人體內(nèi)的動作,從而完成外科手術(shù)。

從不完全自動外科手術(shù)機(jī)器人向全自動外科手術(shù)機(jī)器人過渡是一個新的努力方向?,F(xiàn)在,美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究團(tuán)隊就在《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》上發(fā)表論文稱,其設(shè)計的智能組織自主機(jī)器人STAR在沒有人類指導(dǎo)的情況下,對豬的軟組織進(jìn)行了腹腔鏡手術(shù)。

該機(jī)器人擅長腸道吻合術(shù),這是一種需要高水平重復(fù)運(yùn)動和精確度的手術(shù)。要知道,連接腸道的兩端可說是胃腸手術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的步驟,需要外科醫(yī)生以高精度和一致性進(jìn)行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或縫線錯位,也可能導(dǎo)致泄漏,而這可能會給患者帶來災(zāi)難性的并發(fā)癥。

研究人員表示,STAR其實(shí)是一種專門用于縫合軟組織的視覺引導(dǎo)系統(tǒng),團(tuán)隊為STAR配備了增強(qiáng)自主性和提高手術(shù)精度的新功能,包括專門的縫合工具和最先進(jìn)的成像系統(tǒng),以提供更準(zhǔn)確的手術(shù)區(qū)域可視化。

此外,軟組織手術(shù)對機(jī)器人來說尤其困難,因為它的不可預(yù)測性迫使機(jī)器人要快速適應(yīng)以應(yīng)對意外的障礙。STAR有一個新穎的控制系統(tǒng),可像人類外科醫(yī)生一樣實(shí)時調(diào)整手術(shù)計劃。STAR的特別之處在于,它是第一個以最少的人工干預(yù)來規(guī)劃、調(diào)整和執(zhí)行軟組織手術(shù)計劃的機(jī)器人系統(tǒng)。

研究人員開發(fā)了基于結(jié)構(gòu)光的三維內(nèi)窺鏡和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的跟蹤算法來指導(dǎo)STAR。他們表示,隨著醫(yī)學(xué)領(lǐng)域涌現(xiàn)出更多的腹腔鏡手術(shù)方法,擁有一個為此類手術(shù)設(shè)計的自主機(jī)器人系統(tǒng)來提供幫助將非常重要。

這是向機(jī)器人最終在人體上實(shí)施全自動手術(shù)邁出的重要一步。相較傳統(tǒng)手術(shù),手術(shù)機(jī)器人優(yōu)勢顯而易見。相較于傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù),手術(shù)機(jī)器人更加精準(zhǔn)和精細(xì),在手術(shù)和住院時間、減少失血量、并發(fā)癥發(fā)生率、術(shù)后恢復(fù)等方面都具備一定的優(yōu)勢,能明顯提高病人術(shù)后生活質(zhì)量。

可以預(yù)見,在未來,越來越多的機(jī)器人將進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域,在這一嚴(yán)肅的領(lǐng)域里發(fā)揮機(jī)器所具有的優(yōu)勢,為人們提供更精準(zhǔn)、傷害性更小的治療。

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容,授權(quán)事宜請聯(lián)系原著作權(quán)人。

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全自動手術(shù)機(jī)器人,正在走向人類

從不完全自動外科手術(shù)機(jī)器人向全自動外科手術(shù)機(jī)器人過渡是一個新的努力方向。

文|陳根

外科手術(shù)機(jī)器人已然成為一種長趨勢。2020年7月,國家上調(diào)了大型醫(yī)療器械配置規(guī)劃數(shù)量,至2020年末的全國手術(shù)機(jī)器人裝機(jī)數(shù)量由調(diào)整前的197臺升至調(diào)整后的268臺,上升36.04%。

2021年4月,上海醫(yī)保局將28個新項目納入本市基本醫(yī)保支付范圍,其中“人工智能輔助治療技術(shù)”即是腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人。其中,患者自負(fù)比例為20%,手術(shù)類型被限定為前列腺癌根治術(shù)、腎部分切除術(shù)、子宮全切術(shù)、直腸癌根治術(shù)四種,手術(shù)機(jī)器人類型也被限定為僅達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人一種。

2021年8月末,北京市醫(yī)療保障局也宣布將手術(shù)機(jī)器人及其耗材納入醫(yī)保支付范疇,相關(guān)支付內(nèi)容被分為兩部分,一部分為機(jī)器人的使用費(fèi)用,固定為8000元,可全部使用醫(yī)保支付;另一部分為配套耗材費(fèi)用,可部分報銷。

這無疑是對外科手術(shù)機(jī)器人的利好,但需要指出的是,當(dāng)前的外科手術(shù)機(jī)器人并不是完全的純自動機(jī)器人。以達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為例,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人主要有3個子系統(tǒng)組成:醫(yī)師操控臺、床旁機(jī)械臂手術(shù)系統(tǒng)和3D成像系統(tǒng)。簡單來說,進(jìn)行手術(shù)的醫(yī)生在操控臺上操作,系統(tǒng)將醫(yī)生在病人體外的動作精確傳遞到機(jī)械臂,轉(zhuǎn)化為手術(shù)器械在病人體內(nèi)的動作,從而完成外科手術(shù)。

從不完全自動外科手術(shù)機(jī)器人向全自動外科手術(shù)機(jī)器人過渡是一個新的努力方向?,F(xiàn)在,美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究團(tuán)隊就在《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》上發(fā)表論文稱,其設(shè)計的智能組織自主機(jī)器人STAR在沒有人類指導(dǎo)的情況下,對豬的軟組織進(jìn)行了腹腔鏡手術(shù)。

該機(jī)器人擅長腸道吻合術(shù),這是一種需要高水平重復(fù)運(yùn)動和精確度的手術(shù)。要知道,連接腸道的兩端可說是胃腸手術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的步驟,需要外科醫(yī)生以高精度和一致性進(jìn)行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或縫線錯位,也可能導(dǎo)致泄漏,而這可能會給患者帶來災(zāi)難性的并發(fā)癥。

研究人員表示,STAR其實(shí)是一種專門用于縫合軟組織的視覺引導(dǎo)系統(tǒng),團(tuán)隊為STAR配備了增強(qiáng)自主性和提高手術(shù)精度的新功能,包括專門的縫合工具和最先進(jìn)的成像系統(tǒng),以提供更準(zhǔn)確的手術(shù)區(qū)域可視化。

此外,軟組織手術(shù)對機(jī)器人來說尤其困難,因為它的不可預(yù)測性迫使機(jī)器人要快速適應(yīng)以應(yīng)對意外的障礙。STAR有一個新穎的控制系統(tǒng),可像人類外科醫(yī)生一樣實(shí)時調(diào)整手術(shù)計劃。STAR的特別之處在于,它是第一個以最少的人工干預(yù)來規(guī)劃、調(diào)整和執(zhí)行軟組織手術(shù)計劃的機(jī)器人系統(tǒng)。

研究人員開發(fā)了基于結(jié)構(gòu)光的三維內(nèi)窺鏡和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的跟蹤算法來指導(dǎo)STAR。他們表示,隨著醫(yī)學(xué)領(lǐng)域涌現(xiàn)出更多的腹腔鏡手術(shù)方法,擁有一個為此類手術(shù)設(shè)計的自主機(jī)器人系統(tǒng)來提供幫助將非常重要。

這是向機(jī)器人最終在人體上實(shí)施全自動手術(shù)邁出的重要一步。相較傳統(tǒng)手術(shù),手術(shù)機(jī)器人優(yōu)勢顯而易見。相較于傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù),手術(shù)機(jī)器人更加精準(zhǔn)和精細(xì),在手術(shù)和住院時間、減少失血量、并發(fā)癥發(fā)生率、術(shù)后恢復(fù)等方面都具備一定的優(yōu)勢,能明顯提高病人術(shù)后生活質(zhì)量。

可以預(yù)見,在未來,越來越多的機(jī)器人將進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域,在這一嚴(yán)肅的領(lǐng)域里發(fā)揮機(jī)器所具有的優(yōu)勢,為人們提供更精準(zhǔn)、傷害性更小的治療。

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容,授權(quán)事宜請聯(lián)系原著作權(quán)人。