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医用机器人能做什么?

发布时间:2015-12-06作者:qixieke

2015年11月23日,世界机器人大会首次在北京举行,这是中国首次举办关于机器人的国际性大会。中国国家主席习近平向会议发来贺信,指出以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起,成为现代科技创新的一个重要标志。那么医疗与机器人将会如何结合呢?看看本文吧

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机器人大会由中国科学技术协会、工业和信息化部、北京市政府主办。作为本次大会的重头戏,2015世界机器人博览会展出面积高达17000平米,来自海内外机器人领域的209家企业、科研机构和高校携旗下机器人创新产品强势来袭,在工业机器人、服务机器人、特种机器人等专业展区扎推亮相。


中国政府非常重视这次大会。在大会开幕之际,李源潮副主席上台宣读了习近平主席“致 2015 世界机器人大会贺信”,其中重点提到了:


随着信息化、工业化不断融合,以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起,成为现时代科技创新的一个重要标志。中国将机器人和智能制造纳入了国家科技创新的优先重点领域。


李克强总理也对世界机器人大会作出了批示:


中国正在实施创新驱动发展战略,大力推动大众创业万众创新、互联网+和中国制造2025,这将有力促进机器人新兴市场的成长,创造世界上最大的机器人市场。


李源潮副主席也作出了指示,提出了中国政府高度重视发展机器人技术和产业,中国制造2025规划将机器人作为建设制造强国的重要领域。


习近平、李克强和李源潮一同站台,这并不常见。在国家智能制造的号召下,机器人产业作为前沿先锋部队,承担起重要的产业转型任务。


那么在中国制造2025规划将机器人作为建设制造强国的重要领域这一时机,医疗与机器人将会如何结合?下面让我们一起进行了解:


▌一、什么是医用机器人


医用机器人是非常宽泛的概念,可以说用于医疗全阶段的机器人或者机器人化设备都可以叫做医用机器人,医用机器人的分类目前也较为笼统,可以大致分为手术机器人、康复机器人、医用服务机器人和智能设备。

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医用机器人的目的是像辅助医护工作人员的更好的完成工作。而医用机器人作动的对象是人,所以对于医用机器人安全性更高的要求。


二、医用机器人行业规模有多大


2012年底全球医用机器人销量是1300多台,市场规模达到60亿美元,预计到2016年将增长到119亿美元,2018年将快速发展到160亿美元(约合1000亿人币)。

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同时,医疗护理机器人的发展也异常迅速。以日本为例,现在,日本65岁及以上的老龄人占到总人口的四分之一,而这一比例到2025年还可能上升10%,达到3,500万。而相对较低的医患比例:每1,000人仅2.2名医生,低出生率和严格的移民法律,使医护人员奇缺的问题更是雪上加霜,而这样的情况在全球各国都具有普遍性。不难看出,医疗护理机器人市场随着老龄化社会的到来,即将进入爆发期。


三、医用机器人在全球的发展情况


医用机器人是从医学的需求发展而来的。现代手术进入到了微创时代,微创手术的成功不仅依赖于技术精湛的外科大夫,也依赖于医生手里优良的手术工具。我们可以看到从开放手术到普通腹腔镜手术,再到机器人腹腔镜手术,微创技术的需求牵引推动了机器人技术在这方面的应用。


世界上第一款手术机器人出现在脑外科手术领域,是用工业型的机器人实现手术导航。骨科机器人的研究也比较早,从上世纪八十年代一直到现在都在研究。典型的系统如美国的ROBODOC、瑞典的PinTrace以及德国的CASPAR等,这些都有较好的应用。以色列的Mazor可以辅助医生完成脊柱手术,已经在中国市场销售,但价格较为昂贵。


眼科手术机器人能够很好地把医生手部的颤抖滤除,辅助医生完成较为精细的眼科手术。血管介入手术机器人也是研究较多的,国际上医疗器械行业领域的几大领军企业都开展该方面的研究,临床具有较大需求。


目前手术机器人商业化做的最好的就是美国直觉外科公司生产的达芬奇腹腔镜手术机器人,截止到去年年底,直觉外科公司在全球销售了3266台,其中几十台是去年4月份推出的最新型的Xi系统。直觉外科公司于2000年上市,上市的时候每股不到八美元,股值最高点的是2012年5月份,每股达到588美元,上月底收盘的股价在500美元以上,一直是纳斯达克“长牛不衰”的股票。因为大家觉得这个市场非常大,所以世界范围内很多机构都在针对腹腔镜手术机器人进行研究。


除了手术领域,另外一个最主要的领域就是康复和助力机器人,以色列的 ReWalk 产品已经拿到了FDA的认证,现在市值已经达到三十多亿美元,典型的还有日本的HAL和美国的HULC机器人。


医院服务机器人,也已在医院得到应用,包括导诊、辅助护士操作等。典型的应用包括埃博拉病毒爆发的时候通过机器人进行消毒,可以有效地避免人员受到病毒感染。服务型机器人在医院的应用将越来越多。


还有一个重要的领域就是机器人化的医用设备,现在高端的医疗装备纷纷引入机器人技术,如西门子最新的DSA设备就是应用机械臂技术。大量应用机器人技术也是现在医疗装备行业发展的趋势。


▌四、医用机器人的关键技术


❶  机器人优化设计技术


医用机器人既然叫机器人,那就离不开机器人的基础理论和关键技术,包括机构、控制、传感、人机交互、遥操作和材料等等,这方面和传统机器人没有太大差别。设计时要摆脱传统工业机器人的“影子”,实现轻量化、精密、灵巧机器人机构构型创新设计。


❷  系统集成技术


医用机器人有“医用”的特殊内涵,要求安全有效。系统集成时一定要面向具体的手术流程需求,考虑手术室如何应用,注意人机功效学的研究。如果医生不接受你的系统,你理论工作做得再好、技术再先进也不可能得到推广应用,所以医用机器人更强调“医生-机器人-患者”三者的共融。


❸  遥操作及远程手术技术


目前成功的手术机器人大多是主从操作式机器人,未来的趋势是远程手术,因此遥控操作和远程手术技术也是大家看重的。


❹  手术导航技术


基于机器人系统的3D手术规划,利用医学影像实时重建及融合处理和手术机器人高精度3D跟踪定位及可视化技术,实现术中实时标定及配准。


❺  软体机器人技术


现在比较流行的一项技术,未来在医疗领域的前景也是非常好的,如输尿管镜机器人在泌尿外科是非常有前景的。


❻  医疗与互联网和大数据—数字医疗、移动医疗、穿戴式医疗、远程医疗


由于新技术的出现,医用机器人也需要与时俱进,包括数字医疗、移动医疗、穿戴式医疗和远程医疗。这种趋势也越来越明显了,日本的Pepper机器人把云计算和大数据利用起来以后可以很好地在情感陪护方面介入进去,这也是未来的一个发展趋势。


▌五、国内医用机器人的发展情况


国内医用机器人的研究起源于九十年代,典型的系统如北航和海军总医院联合研制的脑外科手术机器人,获得了CFDA的认证,已经完成了几千例的临床手术。2003年实现了北京到沈阳之间的远程机器人导航脑外科手术。


此外哈工大在腹腔镜、骨科、介入手术等领域开展研究,中科院自动化所、沈阳所、深圳院等在血管介入、骨科等领域开展研究,天津大学在腹腔镜、显微外科等领域开展研究,北京理工大学在软组织穿刺、颅颌面外科等领域开展研究,复旦、浙大等也都在医用机器人方面开展了研究,取得了一系列的成果。


沈阳六维康复机器人有限公司、深圳市桑谷科技有限公司、新松机器人等企业也推出了一些医用机器人,在一些医疗机构有采用,商业化并不成功。


机器人在手术的准确性、可靠性和精准性上远远超过了外科医生,所以医用机器人在未来的前景非常可观。


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