机器人如何打通手术最后1毫米?|科技有狠活微创医生外科肿瘤

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。

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。”

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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