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机器人如何打通手术最后1毫米?|科技有狠活

作者:封面新闻发布时间:2024-11-08

封面新闻记者 边雪

三厘米有多长?

约为人民币一元硬币的直径,是食指和中指并排的长度,或是穿过复杂咽喉生理弯曲至肿瘤病灶的距离,决定患者的生死。

为在术中抵达这三厘米的终点,李耀带领团队奋斗了8年的时间,而如何不伤及患者器官地摘除这比指甲盖还小的肿瘤病灶,完成1毫米级的手术,是困扰了医学界30年的难题。

2024年10月29日,成都博恩思医学机器人有限公司研发的“成都造”手术机器人,在复旦大学附属眼耳鼻喉科医院成功完成全球首例喉部早癌专科化经口手术机器人手术。来自安徽的53岁男性患者,通过国产手术机器人的辅助进行微创手术,不仅减少了对周围组织的损伤,出血量不到1毫升,还缩短了恢复时间,术后一天出院,为患者提供了革命性的治疗体验。

此次手术所使用的“经口手术机器人”系统——TORSS®拓思系统,采用全球首创的柔性精密手术器械,通过口腔进入复杂的咽喉部位,精准切除声门区肿瘤,成为全球首台进行这一微创手术的国产机器人。11月8日,斯坦福人工智能机器人科学家,博恩思公司创始人CEO李耀在接受封面新闻记者采访时表示:“这一生产研发设计全在成都的技术突破,填补了全球在头颈外科微创手术领域的空白,为全球患者提供了更安全、更精确的治疗方式。”

美国斯坦福大学人工智能实验室机器人中心科学家、博恩思医学机器人有限公司创始人李耀(封面新闻记者 边雪拍摄)

博恩思部分医学机器人(封面新闻记者边雪拍摄)

机器人手术的优势:精准,无创,安全

根据行业统计Statista报告,全球手术机器人市场预计将从2023年的90亿美元增长到2027年的180亿美元,年均增长率接近15%。

手术机器人市场前景广阔,但技术发展并非一蹴而就。李耀告诉封面新闻记者,头颈手术精细部位操作时,任何微小的操作失误都可能导致严重后果。“手术机器人的引入有助于将操作精度提高到前所未有的水平。机器人能够通过精密的机械控制和人工智能算法,医生在复杂的解剖结构中实现更加精准的操作。”

相对传统手术,手术机器人最大程度地减少了人工操作的干扰。过去的大型手术,医生需要长时间站立,精力和体力的消耗极大地影响了手术的质量。李耀解释道:“手术机器人可以有效减轻医生负担,保证手术中保持最佳状态,提升了医生的操作效率。”

机器人手术系统的高清影像为医生提供3D视野,精确显示手术区域的各个细节。这一特点在头颈外科中显示出极大的优势,因该区域包含许多重要的神经、血管和器官。通过清晰的视野和精准的操作,机器人能最大限度地保护患者的神经功能和其他重要组织,极大地提高了手术的安全性和治疗效果。

手术机器人术中(受访者供图)

“得益于人工智能大模型的赋能,手术机器人还在手术过程中的‘稳定性’上做出了巨大贡献,减少组织损伤,降低并发症几率。”李耀说。

融合:AI、机器人与医生

手术机器人的精确来自精密制造与人工智能(AI)的深度融合。李耀指出:“AI能够实时分析医疗图像、手术数据,并理解医生的意图。在传统手术中,医生判断病变位置,机器人通过智能算法和海量数据训练,可以更加精准地执行手术任务。”团队通过大量的数据,使机器人能够通过深度学习来分析手术中复杂的医疗场景,实时反馈和精确操作。

“每台手术的数据大约为40GB,相当于一部三个半小时的4K高清电影,”李耀解释道。“这些数据包含了病人的详细信息、医生的操作动作,以及手术过程中各种实时变化的参数。”通过对这些数据的深度分析,机器人能够做出更加智能的决策,在手术过程中帮助医生识别和处理复杂情况。例如,机器人能够实时调整手术力度、角度和方向,确保每一次切割都精确到位,避免损伤周围健康组织。

AI还可以根据不同的手术场景和患者的个体差异做出实时调整。通过与医生的互动,机器人能够适时调整自己的动作,灵活应对突发情况,这样的适应能力正是传统手术方式无法比拟的优势。“目前我们手术机器人的延迟大概是50-60毫秒,怎么直观地理解呢?博尔特起跑的反应速度是120个毫秒。”李耀解释道。

突破:研发与临床的双重挑战

从概念到实践,产品研发面临着巨大的技术挑战。李耀透露,手术机器人的研发不仅需要在硬件、软件和人工智能方面进行持续创新,还需要克服临床应用中的许多困难。与其他类型的机器人不同,头颈外科机器人在研发过程中,缺乏合适的离体模型来进行模拟试验。

“我们只有一次机会!”李耀告诉封面新闻记者。

为了突破这一瓶颈,李耀带领团队多次进行手术模拟训练,不断改进机器人系统,保证其在实际手术中的精确性和安全性。李耀回忆说:“我们进行了成百上千次的模拟手术,保证模拟环境的匹配度,做到极致,针对模型确保每个环节达到临床标准。”团队不断优化手术机器人的软硬件系统,并最终实现了真实手术中的100%成功率。

李耀还指出,尽管手术机器人已经取得了巨大突破,但仍然面临巨大的挑战。“手术的复杂性要求我们不断提升机器人的智能化水平。”随着技术不断进步,博恩思团队将继续在全球范围内推广这一技术,服务国内患者的同时抢占全球市场。

博恩思的研发和制造基地设在成都,所有的研发、设计、生产工作都在成都。李耀直言:“‘成都造’手术机器人不仅是我们技术突破的见证,也是中国在医疗机器人领域崛起的标志,随着技术的不断进步和全球市场需求的增长,手术机器人将越来越多地应用于各种高难度手术。”

若将机器人领域细分,医学是机器人发展较慢的赛道,回忆过去,李耀印象最深刻的莫过于无数的从0到1的突破,从公司从无到有,第一台机器人样机,第一百项发明专利,第一例印度临床,第一次与达芬奇在世界舞台同场竞技……博恩思终将脚步从中国迈向美国、德国、印度、日本等国家,建立了多个国家地区的海外布局。

如果前方两条路可选择,一条星光大道,终点明确;一条荆棘满布,人迹稀少,我们会怎么选?李耀选择了后者:“机器人突破的是外科领域最大的瓶颈,具有划时代意义。”也许正如美国诗人罗伯特·弗罗斯特所言,只有真正走在这条路上的人,才能体会其中的风景。


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