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| 本文作者： 张驰 | 2016-10-28 21:13 |
编者按：本文编辑自孙立宁教授在2016年世界医疗机器人大会的会前会的演讲，报告题目为：医用机器人及其产业发展。孙立宁为ROBO医疗机器人研究所所长、机器人技术与系统国家重点实验室（哈工大）副主任、国家杰出青年基金获得者、长江学者奖励计划特聘教授、国家万人计划领军人才。雷锋网对报告做了不改变原意的编辑。
机器人的应用少不了医疗，甚至很多人认为，相比家用机器人，医疗机器人的普及会更加迅速，因为其使用环境更加可控，所得效益也更加明显。那么医用机器人发展到什么样的程度了，又会有怎样的趋势，面临怎么样的挑战呢？
目前，医用机器人不仅在国内，在国外也有很重要的战略地位，受到政策上的支持。国内出台的《中国制造2025》白皮书中，就指出会重点发展影像设备和医用机器人等高性能诊疗设备；《机器人产业发展规划(2016-2020年)》中也将手术机器人列为机器人中的十大标志性产品。
在国际市场，根据波士顿咨询的预计，现在每年医疗机器人的营收是40亿美元，2020年将达到114亿美元；而医用机器人公司直觉外科在2014年的营收就达到了21亿美元。
如下图所示，目前医用机器人主要涉及机器人、微纳、3D及信息等，覆盖了诊断与监测、远程医疗、康复等9信领域。
至于为什么会有如此大的和发展速度和市场，孙立宁指出，是因为相对于工业机器人，医用机器人拥有高性能与高附加值。目前最著名的达芬奇系统价值2000万左右，而工业机器人一般仅20万元。
那么如何定义医用机器人的内涵呢？
孙立宁认为，它应该是医疗器械，但又不同于医疗器械。它能够辅助医生，扩展医生的能力，智能水平也会不断增长，同时也要满足以下三个方面：医用性、临床适应性以及良好的交互性。这样，医用机器人就与传统器械完全不一样了。
在提供这样的功能中，医用机器人又主要分为以下几类：
外科手术机器人
放疗机器人
康复与助老助残机器人
医院用非治疗类机器人
以及，机器人化医疗装备
国外主要医用机器人
国内主要医用机器人
就目前来说，手术机器人占比最高，在六成以上；其次是放射性手机机器人，占比约两成。
而得益于医用机器人的快速增长，未来商业机器人会取代军用机器人成为第二大机器人市场（思考题：第一是谁？），市值达到170亿美元。
要说最成功的医用机器人，当属达芬奇手术机器人。这家公司自1995年成立以来，基本可以说是一直走在医用机器人的前列。所以孙立宁也将其作为这一领域百年发展的案例。
总体来看，医用机器人的百年历史自1901年起步，在1987年后逐渐往自动化方向发展。2000年达芬奇的微创腹腔镜手术系统通过FDA认证，从此开始强势发展。最初的达芬奇机器人售价3100万，现在已然降价不少，但仍旧昂贵，全球共3700多台，美国占了2344台。
演讲途中，孙立宁还展示了达芬奇机器人做手术的过程，其中机器人在人体内灵活穿梭，穿针引线，就像人手一样。但由于图片较为血腥，雷锋网就不再放图了。
目前医用机器人已经得到了大范围的认可。对达芬奇机器人的追捧从资本市场上也可以看出来，其所属公司直觉外科在上市时股份仅8美元，但2016年一度达到623美元。
从达芬奇机器人上可以看出，医用机器人是高技术带来高产值，具有技术门槛高，研发周期长，风险大，跨越多学科等特点。所以，孙立宁认为，需要有“政产学研医资”的长效机制，国内医用机器人才能得到更好的发展。具体而言，其趋势与挑战包括以下几个方。
互联网公司喜欢谈“用户体验”，医用机器人也适用于此，不过这里的用户指的是医生，是他们在使用机器人进行手术，角色十分重要。
孙立宁认为的医-工结合主要流程如下（见上图）：由医生提出功能需求，安全性要求及手术方式与过程等；然后由技术人员明确需求后，确定设计输入，规划实现方式，形成工程语言；再然后是双方结合方案论证，不断修改与迭代。做出方案后，还要进行技术测试，医生测试与评价修改。
孙立宁提到，医用机器人的开发往往要经过数年，整个过程“很累”。但正是从这里，他体会到需要医生的重要性。
孙立宁认为，未来的医用机器人肯定是创伤越小越好，要做到简单、安全、集成，并且适合医生操作的习惯。
达芬奇机器人的发展也经历了波折与困难，早期是使用主控制台（主操作手），配备臂系统，但未来会是直接控制，做到主从一体化，更小更方便。
具体而言，做到主从一体化会面临下图中的问题。它会需要器械更微小更灵活，需要先进的设计与制造。而且做到医生直接控制时，人手会颤动，这又怎么来解决呢？这都是需要考虑的问题，现在还没有明确的答案。
他提到的第二个发展方向是从微创到更微创，以及从微创多孔到微创单孔机器人等。这方面有直觉外科，加拿大的Titan公司，以及国内的上海交通大学等在研究。这里面临的问题则主要体现在两方面：一是机器人尺寸过大，因为离散关节制约着系统尺寸；二是集成化不足，制约多自由度末端器械集成。
另外还有柔性机器人也值得关注。人体结构复杂，受限于体内的狭小空间，柔性机器人的操作会更便利。
最后，孙立宁谈到了医用机器人的标准制定与监管等问题。医用机器人由于其严肃性，应用的过程必然十分复杂。2014年的《医疗器械注册管理办法》公布后，先产品注册、后生产许可的监管模式，也为医用机器人的普及辅平了道路。
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