“2017年世界医疗机器人大会”上顶级专家又带来哪些最新研究?

国际金属加工网 2017年12月07日

用AI技术解决特定健康问题和疾病早已有研究。令人欣喜的是,在近日举办的“2017世界医疗机器人大会”上,顶级医疗科技专家先后发表了最新研究成果。

在一个医生数量有限,但新兴疾病不断和超级细菌频生的世界里,医疗保健不仅仅是每个国家社会、政府、个人都关注的问题,也是科学界所关注的重要领域。

放眼全球,最为发达的经济体美国,也因为公平性差、效率低下等问题而不得不进行医疗改革。在中国,医疗和教育、住房并列为三大民生问题,目前也存在着医患关系差、以药养医,以及医疗资源地区间不平衡等问题。而在医疗服务最为堪忧的印度,这个人口红利每年大约增长7%的国家,医生与病人的比例却是世界最低的,平均每1000人只有0.2名医生,不到美国的五分之一。又因为特殊的国情,印度在医疗卫生方面的财政投入也严重不足。

如果说医疗科技做辅助诊疗和看护对于发达经济体来说是锦上添花,但付诸于中等欠发达和较落后的地区,能够弥补人才短缺和体制缺陷,它的作用可谓雪中送炭。

事实上,用AI技术解决特定健康问题和疾病早已有研究。令人欣喜的是,在近日举办的“2017世界医疗机器人大会”上,顶级医疗科技专家先后发表了最新研究成果。以下为OFweek医疗网编辑整理汇总部分成果:

 洛桑理工大学机器人实验室主任/瑞士技术科学院(SAWT)院士/IEEE顶级期刊审稿人

Hannes Bleuler:

我们的目的就是想建设、发展更多的医疗设备来辅助手术,降低安全风险。

对此,Hannes Bleuler介绍了团队研发的一款用于手术的新型医疗机器人。据他介绍,这款机器人的优越性能主要体现在三点:其一,在整个医疗手术全程都是通过机械手来定位,非常精准,医生操作简单便捷;其二,可以通过医疗影像全程真实的感受内部操作,现实感很强,医生能对整个过程进行充分的操作和控制,流畅感很好;其三,能够对腹腔镜的工作流进行严格把控及融合,同时比常规系统成本低十到十五倍。

目前,这款产品已经可以应用于泌尿等一般的手术当中,2018年将率先进入到欧洲市场。

慕尼黑工业大学(TUM)教授/IEEE医学影像学、医学图像分析与国际期刊计算机视觉编辑委员会副主编Nassir Navab:

热点成像可以体现在各种产品上,和机器人技术可以进行关联。在医学方面,最近的研究成果是有关于X光的深度学习,进行深度的剖析。比如说把内脏通过成像技术三维立体展示出来,可以方便研究人员进行研究。

在应用上,Nassir Navab表示,热点成像可以充分结合机器人触手,以及其它成像方面的技术。与此同时,也可以进行手术机器人的开发。至于手术数据的科学性方面,首先需要把各个领域拆分成各种来源,然后精选出合适的建模技术来呈现各种的角度,其次速度、技术方面的灵活性和兼容性也非常重要,最后一方面就是可再生产性、可靠性、可应用性以及安全性。

美国医学科学院国际院士/南京医科大学康复医学院院长/国际物理医学与康复医学学会前任主席励建安:

在康复机器人领域,主要可以分为两大类,包括训练机器人和辅助器具机器人。训练机器人的目的是希望我们的生理机能够通过训练得到改善,但如果当训练机器人发展到某天功能不能再进步的时候,就需要辅助器具机器人。

在辅助器具机器人的使用上,软体机器人一定是未来发展方向。目前,中国科技部正在进行科技重大项目答辩,医疗机器人方面有两个重大研究项目,一个是截瘫机器人,一个是偏瘫机器人。这两种机器人在设计上有两个明确的方向:不再使用外骨骼,取而代之使用软体;另一个是人机共融,让人和机器能够协调在一起,从而使用者能够随心所欲。

苏黎世联邦理工学院机器人与智能系统学院教授/多尺度机器人研究所所长Bradley Nelson:

关于软微型机器人在医学当中的应用,机器的运算磁场该如何进行精准计算?我们的最新产品研究主要基于两种方式:一种是磁场动力方式,一种是磁场的矩阵方阵。另一方面,在电池操作系统上,我们的方式主要是通过三维的磁性物体来形成,工作区域由单线圈的磁场来做叠加。

以上研究目前主要应用于人体的哪些部位?Bradley Nelson说,可以用在视网膜的治疗,通过物理治疗,视网膜的结构可以更加清晰的显示。此外,也有其它的一些尝试,比如应用于人体的血管组织,人体的结构中有很多血管组织,必须用一些非常精细、软化的机器穿过血管实现无缝对接,使得血液不会大量流出。

 国家外专千人计划特聘教授/曾任IEEE亚太区主席,IEEE纳米技术学会首席主席Toshio Fukuda:

从1995年到现在为止,我的目标之一是研究分型支架,还有只有一毫米宽的微型导管,在这些技术基础上,我们造出了可以运用于微型手术的机器人系统。

另外,Toshio Fukuda介绍了半机械人,在他看来就是机器人、人体,以及生物器官之间的混合体,把他们融合在一起从而构建完美的系统。很多的生物系统都可以用来构建半机器人,可以在人体当中植入一些机器部分,来治疗相应的疾病和不适。

慕尼黑工业大学(TUM)眼科研究部主任Mohammad Ali Nasseri:

眼睛是人体非常敏感的部位,而且非常重要,对医生的操作要求非常高。比如说AMD,是非常致命的眼部疾病,因为病患处主要是位于视网膜附近,很容易发生操作失误导致一些眼部损伤或视力下降的后遗症。

目前,我们团队研究了一款能够让成像更加清楚,让医学影像和增强现实进行融入的医疗设备加速器。通过这款设备,医生可以看到隐藏区域,发现隐藏部位的病理情况。与此同时,我们现在有很多大数据,还有一些人工智能的技术可以帮助医生去做更好的决策。

ROBO医疗机器人研究所所长/苏州大学先进制造技术研究院院长孙立宁:

前不久,我们规划了中国2030年在医疗器械方面的发展路线,总体来看是将机器人技术、3D打印技术等进行融合,同时大力发展监测设备、微创和无创治疗,以及远程和移动医疗,尤其是大力发展以穿戴设备为代表的健康监护系统,以及康复假肢包括人工器官这一类,更重要的是结合人工智能的出现,大力发展向健康信息化以及网络健康顾问系统,这个方面是一个比较新的产业发展方向。

在产业化需求方面,包括应用在手术的发展趋势中,2016-2021五年机器人的复合增率达到将近19%,2020年医疗机械行业的产值达到110亿美元。这个速度非常快,而且在整体的分布来看,手术机器人占整个份额的60%,可以看到手术类仍然占主流。其他方面的相对较小,但持续增长性也非常好。

 欧洲骨科研究学会前任主席/Think Surgical矫形机器人首席研究员Martin Boerner:

如果对机器人的主动性分类,可以分为被动、半主动,以及主动型机器人。对于被动型机器人来说,只能跟随外科医生做一些动作。半主动型的,会根据成像提供有限的信息。而主动型机器人会根据预先的成像和计划来主动进行检查。我们现在的主要研究方向是主动型机器人的落地应用。

阿布扎比哈利法科技大学生物医学工程学院/机器人研究所副教授Cesare Stefanini:

从最初的手术到微创手术和腹腔镜手术,再到我们现在的细胞手术,比如用干细胞治疗人造病毒的方法已经得到越来越广泛的应用。

传统的胃镜治疗,操作起来非常规范严格,对医护人员的要求非常高。但这种治疗方式会产生很多的疼痛,并且不容易操作。在这样患者和医生都面临困境的情况下,可以通过无痛的内窥镜技术解决这些问题。比如通过电子驱动的方式来进行计算机辅助的胶囊作业,目前这项技术已经可以实现。

KUKA医疗机器人商业拓展经理Cyrill von Tiesenhausen:

比起其他的公司,KUKA的设备非常年轻非常小,我们要做的就是,将我们的机器投入到更多的区域、领域当中,尤其是像微创手术,还有像大型的,比如像腹腔镜手术等等。

机器需要有更加轻量的造型,也就意味着质量更小、动量更小、同时损耗更低。轻量机器人的使用可以满足“三高”要求:包括患者、外科医生,以及医院。他们有相同的,和各自不同的诉求,患者更加要求安全性,医生对操作便捷有较高需求,而医院在追求高质量的同时也要保持成本的可控。目前,KUKA正朝向这些目标努力。


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