專業化、小型化是智慧醫療的發展方向

文/ 本刊記者 段永利

孟慶虎

加拿大工程院外籍院士

南方科技大學電子與電氣工程系主任

如果人工智能(AI)進入醫療，會產生什么樣的效應？

一位從醫多年的骨科專家曾表示，過去年輕的骨科醫生要成長為主刀，需要歷經幾十臺甚至上百臺手術的訓練，但如今在醫療機器人的輔助下，不到10臺手術，具備一定外科手術基礎和骨科經驗的醫生便能獨當一面。尤其是像人工關節置換這樣高難度的手術，機器人不僅能幫助醫生縮短學習曲線，還能做到傳統手術難以達到的精準和統一化，造福所有患者。

加拿大工程院外籍院士、南方科技大學電子與電氣工程系主任孟慶虎特別認可這種說法。為此，一直在國外從事服務機器人、特種機器人和醫療服務結合研究的他，放棄國外優厚待遇毅然回國，研發骨圣元化全膝關節置換手術機器人。“當時在我們國家，人工智能在醫療服務中的應用還有很多空白。骨科手術機器人逐步應用在臨床方面經歷了較長的歷程。”孟慶虎對本刊記者說。

據市場調研機構資料顯示，截至2020年年底，中國僅安裝189臺腔鏡及17臺關節置換手術機器人，中國機器人輔助關節置換手術數量僅為243例，滲透率不足0.1%；而同期美國的機器人輔助關節置換手術數量高達10萬例，滲透率為7.6%。

對于有多年海外留學及國際研究背景的孟慶虎而言，如何從國際視角看待中國智慧醫療領域的技術發展狀態和市場應用情況，他還算有一定的話語權。

骨科手術機器人以臨床創傷小、并發癥少、術后恢復快等優勢，不僅成為各大醫院救治情況特殊患者的新方式，而且成為更受患者認可的一種更加前沿、科學、有望降低風險的醫療選擇。

從2008年首個骨科手術機器人系統ROBODOC獲得FDA許可，國內外開始逐漸關注骨科手術機器人的發展。我國智慧醫療事業起步雖然比較晚，但隨著《骨科機器人行業發展“十三五”規劃綱要》《醫療裝備產業發展規劃（2021-2025年）》等政策的發布，國內的骨科手術機器人已經開始從野蠻生長走向規范化和市場化，優秀方案也持續為患者帶來福音。

孟慶虎認為，我國的優勢在于生產環節事半功倍，國內的供應鏈、產業齊全，在做樣機或樣品時速度非常快，遠遠超出國際速度。

“供應商與生產商同步推進項目進程，并時刻保持信息暢通，這是在世界任何其他地方無法企及的優勢。”2018年孟慶虎和妻子創建了元化智能科技（深圳）有限公司，以他的經歷為例，僅僅三個半月的時間，他的團隊做了五個工程樣機和一臺采樣機，這個迭代速度在國內尤其是深圳市看似稀松平常，實際上在國外是無法實現的。他們還自研了兩款手術導航儀和專用機械臂，在定位精度、標記物跟蹤數量和精準定位范圍等多項指標中，超過國外同類產品。

2022年4月，公司自主研發的全膝關節置換手術機器人獲得國家藥品監督管理局上市批準。從術后力線恢復準確率來看，手工對照組是65.6%，而元化的機器人組達到85.4%。相較國內外主要的關節置換手術機器人，這一產品無需截骨導板和固定鋼釘，只需一套刀具。

從關節機器人的需求情況來看，這是剛需，原因是國家目前60歲以上人口超過20%，到2023年，超過三分之一的中國人口將超過60歲，骨科尤其是關節毛病會越來越嚴重。依目前技術水準看，醫生手工做手術要有導板，導板裝上去又會對人體骨骼造成二次傷害，關鍵是結果還不見得很理想。唯一的解決方案就是用智能化骨科機器人進行手術，一是可以減少二次創傷，二是精度和有效性保證了康復快速發展。

從這個角度可以看到，國內研發人員只要扎扎實實做足基礎研究工作，從醫生、病人角度出發，我們完全可以在技術上、在用戶體驗上、在手術過程中實現引領。從工業設計的角度說，手術室里空間非常寶貴，手術機器人不僅要求功能先進，而且體積和工業設計方面要優化，確保體積小，醫生用起來得心應手。

通過上面案例，孟慶虎表示，除了導航儀是自研的以外，他們特地為骨科手術機器人研制一款專用手術機械臂，在今年年底會替換掉原來一直用的庫卡工業通用機械臂。這樣一來，骨科手術機器人全部系統都是自己自主研發的。第二個產品是無線膠囊內窺鏡機器人，從產品一出來在跟蹤，一是基于圖像做自動診斷，另外是讓膠囊變成機器人，可以在外邊控制起來。

孟慶虎表示，中國手術機器人目前只完成從0到1，智能化道路仍然非常漫長。核心部件國產化、增強現實導航、專用機械臂的需求等，大家都是在買別人零件攢起來機器做手術。

在他看來，智慧醫療的痛點在于核心技術積累不夠，持續發展后勁不足。國產手術機器人要進行技術跨越，而不是單純的追趕。核心部件要國產化，特別是在增強現實導航、專用機械臂的技術需求方面。手術機器人不能走普外科模式的老路，要走專科化、小型化的技術路線。

“眼下，從樣機到產品之間有一條鴻溝，從產品到商品之間也有一條鴻溝。”孟慶虎說，技術人員創業往往把樣機作為商品，產業化的事情還是要交給專業的團隊去做。

另外，國內創新可以利用大灣區的優勢，包括商業模式、國家政策、國際國外大環境等，不斷推陳出新，最后通過超車實現引領。