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| 本文作者： 張馳 | 2016-10-28 21:13 |
編者按：本文編輯自孫立寧教授在2016年世界醫療機器人大會的會前會的演講，報告題目為：醫用機器人及其產業發展。孫立寧為ROBO醫療機器人研究所所長、機器人技術與系統國家重點實驗室（哈工大）副主任、國家杰出青年基金獲得者、長江學者獎勵計劃特聘教授、國家萬人計劃領軍人才。雷鋒網對報告做了不改變原意的編輯。
機器人的應用少不了醫療，甚至很多人認為，相比家用機器人，醫療機器人的普及會更加迅速，因為其使用環境更加可控，所得效益也更加明顯。那么醫用機器人發展到什么樣的程度了，又會有怎樣的趨勢，面臨怎么樣的挑戰呢？
目前，醫用機器人不僅在國內，在國外也有很重要的戰略地位，受到政策上的支持。國內出臺的《中國制造2025》白皮書中，就指出會重點發展影像設備和醫用機器人等高性能診療設備；《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》中也將手術機器人列為機器人中的十大標志性產品。
在國際市場，根據波士頓咨詢的預計，現在每年醫療機器人的營收是40億美元，2020年將達到114億美元；而醫用機器人公司直覺外科在2014年的營收就達到了21億美元。
如下圖所示，目前醫用機器人主要涉及機器人、微納、3D及信息等，覆蓋了診斷與監測、遠程醫療、康復等9信領域。
至于為什么會有如此大的和發展速度和市場，孫立寧指出，是因為相對于工業機器人，醫用機器人擁有高性能與高附加值。目前最著名的達芬奇系統價值2000萬左右，而工業機器人一般僅20萬元。
那么如何定義醫用機器人的內涵呢？
孫立寧認為，它應該是醫療器械，但又不同于醫療器械。它能夠輔助醫生，擴展醫生的能力，智能水平也會不斷增長，同時也要滿足以下三個方面：醫用性、臨床適應性以及良好的交互性。這樣，醫用機器人就與傳統器械完全不一樣了。
在提供這樣的功能中，醫用機器人又主要分為以下幾類：
外科手術機器人
放療機器人
康復與助老助殘機器人
醫院用非治療類機器人
以及，機器人化醫療裝備
國外主要醫用機器人
國內主要醫用機器人
就目前來說，手術機器人占比最高，在六成以上；其次是放射性手機機器人，占比約兩成。
而得益于醫用機器人的快速增長，未來商業機器人會取代軍用機器人成為第二大機器人市場（思考題：第一是誰？），市值達到170億美元。
要說最成功的醫用機器人，當屬達芬奇手術機器人。這家公司自1995年成立以來，基本可以說是一直走在醫用機器人的前列。所以孫立寧也將其作為這一領域百年發展的案例。
總體來看，醫用機器人的百年歷史自1901年起步，在1987年后逐漸往自動化方向發展。2000年達芬奇的微創腹腔鏡手術系統通過FDA認證，從此開始強勢發展。最初的達芬奇機器人售價3100萬，現在已然降價不少，但仍舊昂貴，全球共3700多臺，美國占了2344臺。
演講途中，孫立寧還展示了達芬奇機器人做手術的過程，其中機器人在人體內靈活穿梭，穿針引線，就像人手一樣。但由于圖片較為血腥，雷鋒網就不再放圖了。
目前醫用機器人已經得到了大范圍的認可。對達芬奇機器人的追捧從資本市場上也可以看出來，其所屬公司直覺外科在上市時股份僅8美元，但2016年一度達到623美元。
從達芬奇機器人上可以看出，醫用機器人是高技術帶來高產值，具有技術門檻高，研發周期長，風險大，跨越多學科等特點。所以，孫立寧認為，需要有“政產學研醫資”的長效機制，國內醫用機器人才能得到更好的發展。具體而言，其趨勢與挑戰包括以下幾個方。
互聯網公司喜歡談“用戶體驗”，醫用機器人也適用于此，不過這里的用戶指的是醫生，是他們在使用機器人進行手術，角色十分重要。
孫立寧認為的醫-工結合主要流程如下（見上圖）：由醫生提出功能需求，安全性要求及手術方式與過程等；然后由技術人員明確需求后，確定設計輸入，規劃實現方式，形成工程語言；再然后是雙方結合方案論證，不斷修改與迭代。做出方案后，還要進行技術測試，醫生測試與評價修改。
孫立寧提到，醫用機器人的開發往往要經過數年，整個過程“很累”。但正是從這里，他體會到需要醫生的重要性。
孫立寧認為，未來的醫用機器人肯定是創傷越小越好，要做到簡單、安全、集成，并且適合醫生操作的習慣。
達芬奇機器人的發展也經歷了波折與困難，早期是使用主控制臺（主操作手），配備臂系統，但未來會是直接控制，做到主從一體化，更小更方便。
具體而言，做到主從一體化會面臨下圖中的問題。它會需要器械更微小更靈活，需要先進的設計與制造。而且做到醫生直接控制時，人手會顫動，這又怎么來解決呢？這都是需要考慮的問題，現在還沒有明確的答案。
他提到的第二個發展方向是從微創到更微創，以及從微創多孔到微創單孔機器人等。這方面有直覺外科，加拿大的Titan公司，以及國內的上海交通大學等在研究。這里面臨的問題則主要體現在兩方面：一是機器人尺寸過大，因為離散關節制約著系統尺寸；二是集成化不足，制約多自由度末端器械集成。
另外還有柔性機器人也值得關注。人體結構復雜，受限于體內的狹小空間，柔性機器人的操作會更便利。
最后，孫立寧談到了醫用機器人的標準制定與監管等問題。醫用機器人由于其嚴肅性，應用的過程必然十分復雜。2014年的《醫療器械注冊管理辦法》公布后，先產品注冊、后生產許可的監管模式，也為醫用機器人的普及輔平了道路。
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