醫療機器人是利大於弊還是弊大於利?

davinci這種尖端醫療


一個山西有礦富豪, 病情嚴重無法飛行到北京.

太原有一台達芬奇機器人.

於是全球最頂級的醫生聯合會診, 遠程手術, 治好該病人.

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達芬奇的價格達到中產階級1年工資水平的時候, 就是普及的時候.

因為頂級醫生飛一趟太原, 來回的時間, 已經做了5台手術了.


利:

  1. 可幫助外科醫生完成更複雜和高難度的手術。

弊:

  1. 使用成本高(機器價格、人員培訓);
  2. 有一定局限性(手術類型、場地);

以下是更為詳細的說明。

1996年,美國直覺外科公司推出第一代達芬奇機器人。

2006年,第二代Da Vinci S系統機器人推出,其機械手臂活動範圍更大了,這使得醫生在不離開控制台的情況下就可以進行多圖觀察。

2009年,在原有的機器人系統的基礎上增加了雙控制台、模擬控制器、術中熒光顯影技術等功能,第三代達芬奇Si系統 誕生了。

2019年7月,第四代達芬奇機器人亮相2019夏季達沃斯論壇,與傳統手術相比,第四代達芬奇機器人可對患者體內實時拍攝畫面,為醫生提供最大可放大20倍的手術部位三維高清視野。同時,比人手更加穩定,消除了手部不必要的顫抖。

Δ da Vinci(達芬奇)機器人對手術帶來的變革與iPhone帶來的變革一樣巨大。

使用激光定位並可自動計算機械臂的最佳手術姿態,畫面成像更清晰,3D立體感更準確,手術視野更加廣。同時,更長的支架設計為醫生提供了更大的手術操作範圍,操作更加精細靈巧。

此外,第四代達芬奇手術機器人還有新的4個微創手術刀和可旋轉支架,能夠使微創手術刀旋轉到患者的任何部位。在創傷方面更是減少了出血量,使得傷口逐層縫合更穩定

因此,第四代達芬奇手術機器人能夠幫助外科醫生完成更複雜和高難度的手術。

雖然從現階段來看,部分醫院的外科醫生用上了「達芬奇」手術機器人,但仍然需要技術純熟的醫生來操刀,所以從嚴格意義上來說,達芬奇更像是一個微創手術良好的「執行者」,而不是一個能夠做出準確判斷的智能設備。

對比醫生,手術機器人存在兩個主要問題。

昂貴的價格:一台手術機器人的價格在2000萬,機器人手術比傳統手術要多花數千元至上萬元不等,而一個機械手臂的售價在10萬,並且只能用10次,用完就需要更換。

具有能力的醫生:手術機器人培訓是外科醫生必不可少的項目,熟悉一個新的「助手」,要到世界級培訓機構進行專業的培訓,獲得證書後才能運到到臨床實踐中。這與傳統的可以自己訓練的腹腔鏡手術有很大的區別。

儘管現在的達芬奇手術機器人如此強大,但其應用還停留在泌尿外科、心胸外科、婦科等軟組織手術上,仍然具有局限性,像骨科這樣的硬組織手術,達芬奇也無能為力。

不僅如此,手術機器人還極大的依賴於外部環境和技術的支持,在手術室條件有限,或者線路、信號出現突發情況時,達芬奇也只能「干著急」了。這時候醫生對於緊急情況的應對更顯得尤為重要。

綜上,達芬奇手術機器人等尖端醫療設備更多的是扮演一個「智能助手」的角色,為醫生提供更多的幫助,突破人類自身局限,提高手術的精度和穩度,把手術做得更好。


根據中國電子學會定義,醫療機器人屬於服務機器人中的重要類型之一。

醫療機器人發展背景與現狀

隨著技術端的醫學、工程學、機器人學不斷取得突破,新型材料、大數據及人工智慧等技術與醫療領域結合日漸緊密,消費群體對醫療服務質量需求不斷提升,人們對於高端醫療服務需求不斷提升,醫療機器人的行業應用將成為大勢所趨。

根據應用領域醫療機器人可主要分為四大類:醫療手術機器人、醫療康復機器人、醫療輔助機器人及醫療後勤機器人。

目前醫療機器人市場中,各類型醫療機器人市場呈現差異化發展。

醫療手術機器人和康復機器人技術門檻相對較高,醫療輔助機器人和後勤機器人產品應用方向多元化。

1)醫療康復機器人由於應用範圍及政策利好等因素已成為中國市場規模最大的醫療機器人品類;

根據美國知名市場調研和諮詢公司GrandView Research的預測,外骨骼機器人、輔助康復機器人從2012年到2022年,市場佔比明顯提升。

據估算,未來5年,廣義康復機器人的年複合增長率約為37%,其中康復機器人年複合增長率為21%。

雖然國內在外骨骼領域起步落後於以色列、日本等國家,不過這兩年卻呈爆發趨勢,先後有大艾、尖叫科技、傅利葉智能等企業已正式對外發布產品。

2)醫療輔助機器人則以技術相對簡單的特性,以及社區、養老區等需求增長擴大因素,市場規模迅速擴張;

3)醫療手術機器人雖然前期經歷快速發展,但由於應用成本高昂導致市場普及進度相對緩慢,目前市場佔比相對較小;

用於手術和診斷的醫療機器人主要是應用於腹腔鏡、胃腸外科、神經外科、眼科、耳鼻喉科和心臟外科,為了進行複雜的微創手術。張立博士@零號灣機器人大講壇

醫療機器人尤其是手術機器人的配置對醫院門診量有較高要求,一般年門診量超100萬以上的醫院有能力配置一台或多台手術機器人。

全國總診療人數及入院人數近年來一直在持續上升,這為醫療機器人的市場需求奠定了基礎。目前國內醫院應用的醫療機器人大多依靠進口,但高昂費用限制了其臨床推廣,而國產醫療機器人的本土化研發和生產使其具備高性價比優勢。

4)醫療後勤機器人則應用場景較為多樣化,技術難度及產品價格相對較低,市場空間還在不斷拓展當中。

現階段,中國醫療機器人研發團隊都面臨著自身產業化經驗不足、工程化能力薄弱;外部環境中醫療系統採購模式變革、國內精密控制和精密加工能力不強、專利壁壘等問題。

除了面臨的共同挑戰,對於不同類型的醫療機器人,其各自具體發展情況各有不同。整體來看,各類醫療機器人均處於行業發展初期,產品應用隨著技術研發水平的提高日益活躍,產品體系日益豐富。

醫療機器人未來挑戰及趨勢

01 更智能|更微型

醫療機器人主要還是解決現在很多開放式手術的問題,微創手術現在發展得非常快,如果我們能夠得到早期診斷早期治療,今後很多診斷都可以通過微創的角度進行有效治療。

微創手術如果不用機器人,手術的複雜性、操作性、靈活性、安全性,這些都會是非常大的問題,這也是在九十年代和過去二十年左右手術機器人的發展。手術機器人在過去的二十多年是真正從實驗室走向臨床,今後手術機器人肯定會走向更小更精準。

微型機器人特點是在大小上是微尺度的,具有微米級別精度的製造,基於微米級別物體的操作。楊廣中教授@零號灣機器人大講壇

圖源「零號灣機器人大講壇」楊廣中教授演講

醫療機器人體積已經從大型慢慢轉變為微型,毫米、納米以及微米。

當我們說到微型機器人的時候,一般可以分為三類:第一,非常出名和成功的醫學機器人,由達芬奇公司完成,有模擬人胳膊的機臂。接下來就是比較小的機器人規格,是以分米或者厘米規格存在,相對運用比較靈活的柔性材料,可以深入人體器官當中。如果想要解決微觀的醫學問題,我們就需要更細微的材料和更細小的器械。比如需要微型甚至納米型的機器人。在90年代,費爾曼進行了非常著名的演講,他說在微型科技納米材料方面會引發一個新的革命,主要思想就是要讓器材變得更加微型,而且能夠讓這些微型的器材做更多微創型手術。

張立博士@零號灣機器人大講壇

圖源「零號灣機器人大講壇」楊廣中教授演講

十個挑戰

楊廣中教授在《Science Robotics》中曾經提到在機器人應用方面的十個挑戰,四個核心科學包括新材料和製造,仿生和共融,能量的傳輸和獲取還有就是機器人集群研究。

周邊的就是智能化的部分,就是在未知環境下進行自主導航,人工智慧、人機交互、機器人倫理和保密。外圈今後比較重要的應用方向是醫療機器人和社交機器人學。

確立四個核心科技作為發展的重要方向都是有原因的。

1 材料學

因為過去的五六十年中,機器人的發展更多的還是依賴於傳統的製造技術、傳統的機械、傳統的馬達,今後將更走向微型化、智能化,對材料的考量需要進一步的探索。

張立博士舉過生物材料和人造材料進行融合的例子:將運動細胞和微管結合組成微型生物機器人,通過磁場進行遠程控制。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

仿照在液體中運動的微生物(如大腸桿菌)依靠旋轉螺旋狀鞭毛運動前進的原理,我們利用不同的微納加工技術,設計並製備了與細菌大小相當的微型螺旋狀磁控器件,命名為「人造細菌鞭毛」。通過控制外加旋轉磁場的強度和方向,可實現「人造細菌鞭毛」高精度三維運動。

2 仿生技術

Bi-hybrid與今後的生物材料如何兼容起來是一個很重要的發展方向。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

組織醫學就是要把細胞在生物框架當中進行有效的繁殖和產生,但這是在相對靜態的環境。細胞的成長需要外部的激勵,包括化學和生物各個方面,所以從這個方向上需要功能與製造多方面結合。

3 能量的傳輸和獲取

如果我們能夠把有線系統的電池能量的獲取全部與無線結合,那麼對整個重量、材料和力學結構都會有很大的挑戰。例如自動駕駛中的高容量、高性能的電池如何實現快速充電和長期續航,這些都是非常重要的研究方向。

4 機器人集群研究

通過研究發現,集體行為能夠實現單個個體無法實現的新功能。這在自然界中也非常常見,比如像在大海里,一群魚能避免鯊魚的攻擊。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

將單個微型機器人和群體微型機器人進行對比的話,單個機器人能夠承載的藥物、材料和細胞都是有限的,而群體的承載量明顯增加。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

單個機器人實時醫學成像、跟蹤具有難度,而群體可以增強成像和追蹤。單個機器人移動速度有限,而群體可以高速運動並基於不同環境進行自適應重構。

所以群體微型機器人的優勢遠遠大於單個機器人

用於圖像引導治療的微型機器人的預期特點:

1)大量產出並且成本低;

2)體內跟蹤和運動;

3)低細胞毒性和生物降解性;

4)遙感診斷/治療效果;

5)藥物/幹細胞/能量的控制釋放。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

選擇螺旋藻作為生物模板,因為螺旋藻是一種藍藻,可以被人類消化。而且豐富的螺旋藻資源為螺旋運動微型機器人提供了豐富的自然模板。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

接下來是基於以上研究成果進行的製造過程、推進實驗和核磁共振成像。將螺旋藻倒入四氧化三鐵溶液中,經過不斷浸塗,使其具有鐵磁塗層。因為這些機器人具有外部(氧化鐵具備的)磁性,所以我們可以利用磁共振成像技術,很容易地在體內追蹤和驅動它們。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

因為這些機器人具有天然的內部熒光性,所以我們可以利用熒光成像,很容易地在體內追蹤和驅動它們。

圖源「零號灣機器人大講壇」張立博士演講

微型機器人對幾種癌細胞系的內在選擇性細胞毒性。值得注意的是,在其他腫瘤細胞系,如Hela和A378細胞系中也發現了類似的細胞毒性結果。結果揭示了生物雜交微型機器人在體外對腫瘤細胞株的內在選擇性細胞毒性。

02 需有效平衡安全性和市場性

未來市場空間廣闊,國產具備替代優勢,產品在准入機制方面需有效平衡產品的安全性和市場性。

醫療機器人雖然屬於機器人產品,但同時也屬於醫療設備產品。醫療設備產品面臨嚴格的准入機制,醫療設備安全認證在國際、國內及國內各地區均有不同的本地化認證體系,因此醫療機器人在中國需要經CFDA認證之後才能正常銷售推廣,這成為影響醫療機器人產業化進程的重要因素。

未來行業參與者在加快產品認證、平衡醫療機器人產品安全性與市場性方面仍然任重道遠。

03 跨學科構建產業化平台

未來需連接多種要素,多方共同構建醫療機器人產業化平台。

醫療機器人是同時跨越醫學和工學的綜合性學科,研發周期長,門檻高。

因此需建立一個政、產、學、研、醫、資結合的平台,將技術、人才、資本、高校、政府、醫院等要素共同連接起來,提高資源間聯繫的緊密度以及合作深度,合力推動產業發展。

同時未來醫療機器人成熟的產業生態將呈現出企業、投資、產業、媒體及服務等資源的共同融合發展形態,各項內容都是產業生態中的重要組成部分。

隨著全國對於高效、優質臨床服務需求的增加以及公眾對於醫療機器人認可度的不斷提升,醫療機器人的市場將呈現高增量態勢。

未來醫療機器人將帶來一場新的醫療技術革命,因此更多企業將加入到產業化隊伍當中,醫療機器人商業化、市場化步伐將不斷加快。受益於利好的發展環境,中國醫療機器人正在從跟跑、並跑狀態轉為領跑狀態,未來將逐步成為國際市場的有力競爭者。

人口老齡化趨勢、勞動力供給不斷減少以及勞動力成本的不斷提高給社會發展及企業用工等均帶來嚴峻挑戰,共同推動機器替代人力及服務人類的需求加速。

隨著技術端的醫學、工程學、機器人學不斷取得突破,新型材料、大數據及人工智慧等技術與醫療領域結合日漸緊密,消費群體對醫療服務質量需求不斷提升,人們對於高端醫療服務需求不斷提升,醫療機器人的行業應用將成為大勢所趨。

楊光中教授認為醫療機器人大面積推廣大概需要五到十年之間。醫療機器人,尤其是是康復機器人,開始越來越多地進入家庭。今後家庭和社區內會出現越來越多醫療機器人的應用場景。

04 產學研結合趨勢明顯

除公司外,許多高校、研究所、醫院等在醫療機器人研發中也十分活躍。

根據各高校醫療機器人專利數量數據顯示,上海交通大學、天津大學、哈爾濱工業大學以及北京航空航天大學等高校的醫療機器人專利數量位居前列,相關積累深厚。

http://weixin.qq.com/r/kT-95fPEF65orbeG92qD (二維碼自動識別)

產學研合作能夠為行業發展注入持續動力,多層次合作推進高質量發展。

由於醫療機器人是醫學、工程學、機器人學領域的結合,因此技術門檻較高。

尤其是醫療手術機器人與醫療康復機器人領域,其產學研特徵明顯,許多公司都是建立在高校科研產業化發展的基礎上或者與高校建立長期合作聯繫。

05 在國內推廣的挑戰

醫療機器人在國內推廣的難點多,挑戰大。

Science Robotics主編楊廣中@大數據文摘|看點快報

05-01 原創性

現階段推廣醫療機器人重要是在整個產業的布局、產業鏈的形成和一些原創設計的東西。現在機器人的新興企業數量眾多,但大多都是跟風模仿的形式。今後的幾年機器人企業應該在產品原創性上面能夠有突破。

05-02 普適性

普適性指的是牽涉到倫理的部分和產品價格問題。

05-03 解決醫療上的痛點

醫療的關鍵問題是怎樣在疾病發生的早期就進行治療和干預。

現在的手術都是在病症後期,而病症的後期往往是大手術,具有非常高的風險,對家庭的經濟壓力也很大。2010-2016年三級醫院診療人次及機構數量複合增長率分別為10.7%和8.3%,而基層醫院僅為1.5%和0.4%。可以看出傳統就醫模式使得三級醫院人滿為患,導致就醫體驗差及優質醫療資源浪費嚴重。

如果能早期診斷、早期治療,對病人、醫院、整個醫療資源的佔用都能得到很好地優化。

漁躍觀點

我們認為,醫療機器人融入家居場景,通過大數據和人工智慧技術幫助用戶進行健康管理是一個很好的機會點。醫療輔助機器人、醫療康復機器人、醫療後勤機器人可以以此為切入點去進入家庭場景進而緩解醫療壓力。

漁躍智庫|萬億市場規模的智能家居如何助攻智慧醫療生態建設?

這篇文摘中我們提到智能家居能夠獲取健康數據、營養、活動和其他信息,與健康醫療行業融合這將很好的填補醫療數據中院外數據的空白局面。

智能家居和搭載大數據及人工智慧技術的醫療機器人相聯動,能夠為用戶的健康管理、疾病預測、疾病康復、後勤輔助提供有效的干預方案,也促進醫療機器人的推廣。

未來,我們希望醫療機器人更好地融入家庭場景,減輕用戶心理負擔,增加普適性,更好地帶動智慧醫療生態建設。


寫了好幾次,都刪了。這個問題太難回答了。

這個問題的專業性很強,既然能問,多少的知道些。我也就不解釋機器人手術的優勢和劣勢了。

總的來說,醫療機器人還是屬於微創手術技術的進步吧,肯定是有好處的。特別是一些精細手術,機械臂的穩定性是人手不能與之媲美的。但就目前而言,優勢還不是那麼明顯,對患者而言,可以理解為「價格與收益還不成正比」吧。

隨著以後網路技術的發達,比如5G。也許可以實現「病人在當地的地區中心醫院手術,而由北上廣的知名專家遠程手術」的現象。亦或者火線救援。但不菲的設備價格可能是阻礙。


微創早在2014年就開始布局醫療機器人領域,啟動了腔鏡手術機器人的自主研發,子公司微創?機器人多年來專註於微創傷手術機器人領域的研發與產業化,逐漸形成和完善以腔鏡手術機器人、關節置換手術機器人、三維電子腹腔鏡為代表的多科室一體化解決方案。

圖邁?內窺鏡手術系統目前獲批進入創新醫療器械特別審查程序,將加快其在國內的上市進程,而評價圖邁?內窺鏡手術系統臨床安全性與有效性的臨床試驗也即將在國內開展,這對臨床普及國際前沿技術、推動國內相關產業的發展均有積極作用,有望造福更多患者。

微創累計第17個產品進入「綠色通道」——圖邁Toumai?腔鏡手術機器人

2019年11月1日,微創自主研發的圖邁?Toumai?腔鏡手術機器人(以下簡稱「圖邁?腔鏡機器人」)在上海市東方醫院完成了機器人輔助腹腔鏡下前列腺癌根治術(以下簡稱「RALRP」)。由海軍軍醫大學附屬長海醫院泌尿外科孫穎浩院士親自指導手術團隊,為一位65歲男性患者成功進行了RALRP手術,手術時間為1.5 小時。 這是首例由國產腔鏡機器人完成的RALRP手術,而圖邁?腔鏡機器人也成為中國首個完成高難度泌尿外科手術的腔鏡機器人,這也標誌著國產腔鏡機器人可完成類似的高難度複雜手術。

圖邁?機器人完成首例前列腺癌根治術臨床


提起達芬奇,很多人的第一印象都是那位藝術奇才。除了畫家身份,他還是一位生物學家以及天才科學家。早在十六世紀,他就設計出了名為「機器武士」的機器人。

在醫療行業,有一個神通廣大的高科技產物——達芬奇手術機器人。或許大家並不陌生,早前網上就曾流傳它給葡萄做手術、給蝴蝶縫合斷翅的視頻,其精巧操作令人讚嘆不已。之所以取達芬奇為名,是為了紀念他給後人帶來的機器人技術啟蒙。

這個名字也註定了不平凡。

直徑4毫米的機械臂能進入醫生雙手無法進入的狹小空間;7個可540°旋轉的機械關節能操作醫生雙手無法操作的技巧;裸眼3D影像系統能看清醫生雙眼無法看清的微小視野;精細微創技術能過濾人手顫動。

可以說,這是一個超越人手、人眼極限的外科手術機器人。

對醫生而言,職業暴露的風險也大大降低。只要有光纜,操作台「可以放在任何一個地方」。在手術過程中,醫患零接觸,醫生甚至不用穿手術服。深圳市第三人民醫院就通過達芬奇,為一名合併艾滋病及乙肝的患者完成了手術。

人工智慧在手術中的應用,無論對患者還是醫生,都是一個好消息。


利大於弊。

我剛剛完成我們研究所的關於骨外科手術機器人的項目。

具體的圖表沒有我老闆的許可我不能分享,但是效果非常驚人。

機器人系統的精密是人工無法企及的。我們的手術機器人不僅僅能完成本來手術的任務而且有時候還會得到更優的效果,比如可以通過假體的長度角度控制糾正長短腿。而且相比於人工做該手術,患者能很快的康復。

弊端可能就是費用吧。我們的材料和機器非常精密昂貴。這大概要仰仗著材料學的發展,有那麼一天,會讓這個費用降低到大家都能接受的。


肯定是利大於弊

如果弊大於利,那davinci早就倒閉了。

看看數據就知道了

懶得翻最新數據,隨筆找了一個2016年的,全球手術量

大陸地區的手術量

真香~


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