作为手术机器人领域的重要分支，骨科手术机器人近年来在临床实践中展示出强劲的发展活力。天智航以优秀的科研硬实力和市场认可度，在众多国产骨科手术机器人企业中脱颖而出，稳居行业龙头地位。
▲“天玑II”骨科手术机器人
当前，全球手术机器人发展呈现“百舸争流”大势，达芬奇、史赛克、强生医疗、美敦力等公司正加速机器人技术开发并抢占全球市场。尽管我国骨科手术机器人起步较晚，却也涌现出一批优秀的本土企业。
北京天智航医疗科技股份有限公司（以下简称“天智航”）专注于骨科手术机器人的研发生产，是首家获得NPMA（国家药品监督管理局）核发的第三类医疗器械注册证的骨科机器人导航定位系统研发商，全球第五家取得医疗机器人注册许可证的企业。2020年7月，天智航登陆科创板成为中国“手术机器人第一股”，开启国产手术机器人商业化模式探索的新历程。
自主创新，争做国产实践领航员
传统骨科主要由创伤、关节和脊柱等三个主要亚专业组成，天智航“天玑”系列手术机器人从创伤治疗领域起步，逐步延伸到关节和脊柱领域。近期，“天玑II”骨科手术机器人平台增加了关节全膝置换手术的功能，可同时开展脊柱全节段手术、关节置换手术、创伤骨折、骨肿瘤手术等。“天玑II”从机械臂、手术导航定位设备，以及主控台三部分出发，突破手术流程关键节点，打造高效精准的智能手术舱。
·机头多功能集成
机器人手术导航定位设备通常位于机械臂尾部，依赖于机械臂位置和姿态的感知，通过算法测算机头的实际位置和姿态。实际应用中，经过多级运动及关节弯曲后，姿态感知可能会产生外部误差，难以精确预知机械臂在操作前端呈现的状态。“导航定位装置越靠近手术视野的前端，设备的定位精度就越高。”天智航总裁马敏表示。“天玑II”创新性地将众多功能集成在机器人的机头上，增加多个主动红外显示设备及传感器，使机械臂末端与手术导航定位设备之间建立直接联系，极大提高手术精度，确保手术安全。
天玑”助力海南省人民医院开展国产机器人辅助下全膝关节置换术
·智能手术舱
放眼市场，史赛克Mako骨科手术机器人是骨科关节置换手术的先行者，术中需要跟刀员与主刀医生密切配合，例如调整屏幕图像保障术野准确等，要求跟刀员与主刀医生长时间磨合。其他手术机器人在术中省略了这一步骤，但也需要医生等待机械臂到达预定位置后才可以进行后续操作。“‘天玑II’可以让主刀医生通过无菌触屏的方式随时调整画面视角，无需强依赖跟刀员或等待器械，形成了智能手术舱的概念。智能手术舱的核心优势在于手术全程的控制权由主刀医生掌握，”马敏介绍道，“’天玑II‘采用了独特的双脚踏设计，一侧开关用于机械臂被手动拖拽到目标位置，另一侧用于驱动机械臂自动到达目标位置。主刀医生还可以根据需求自由调整速度，这一设计减轻了医生的劳动强度，同时又提高了手术效率。”
技术革新，生成医疗AI最优解
近两年，手术机器人进入应用“快车道”。同时，人工智能技术正与各类场景相互融合、共同发展。对于骨科手术机器人乃至医疗器械全领域，未来AI技术和虚拟现实技术将开辟全新生态。
在骨科手术中，天智航尝试将智能骨科技术应用于脊柱手术的术中规划。以往，包括螺钉通道的位置、长度和直径等在内的手术细节，均由医生依据个人经验手工决定。现在，通过智能骨科技术的应用，已经可以由计算机自动生成包含通道螺钉信息的解决方案，再经医生评估其方案准确性，确认手术执行。这大大提高了手术效率，减轻医生负担，并向着区域手术水平均质化发展迈出关键一步。
过去需要团队做繁复的术前规划，如今使用智能骨科技术可以提供医疗AI最优解。不仅高效准确、缩短手术时间，还可以随着算力的提高而不断优化。“在膝关节手术中，使用智能骨科技术进行术前规划，可以将时间缩短到几分钟以内，并且随着技术的不断进步，这个时间还会进一步缩短。”马敏补充道。
天玑Ⅱ”辅助下骨盆骨折闭合经皮螺钉内固定术
谈及AI技术与医疗行业融合发展的未来，马敏畅言：“未来一定会有一天，AI、VR和AR技术会与医疗行业深度融合，每个医生都戴着‘医用Vision Pro（头戴显示设备）’，看到一个虚拟的手术环境，显示目前的状况、模拟手术过程等。”在虚拟环境中练习手术操作时，虚拟环境的感觉反馈能够告诉医生在练习过程中是否做错了动作，并对操作流畅度和精确度作出评价，提出改正的建议。未来，成熟的“医用Vision Pro”可以应用到临床操作中，将手术信息更为直观地展示给医生，实现手术流程的全数字化。
5G技术在医疗领域的应用具有巨大的潜力。“外科手术需要精确地解剖软组织、切割血管并封闭伤口，需要更快的响应时间，目前5G技术还不能完美地实现。但对于骨科手术而言，5G技术已经足够满足需求。”马敏解释说。由于骨科手术的对象是骨骼等硬组织，手术目标明确且不紧挨大血管或者其他的阻碍，只要提前做好手术规划避免伤及血管神经，就可以通过5G技术迅速实现三甲医院和地方医院手术技术水平的均质化。
目前，“天玑II”已成功实现医生远程协助手术操作的功能，并已积累数百例成功案例。“距离超六千公里，远程操作机器人进行手术，这在过去是难以想象的，但现在，通过新技术融入医疗行业，它已经成为现实。”马敏笑道。
开放平台，打造产业生态链闭环
对于骨科手术机器人而言，唯有形成完整的产业生态链，市场话语权才能得到进一步加强。
·一机多适应证形成平台优势
不同亚专科有着截然不同的手术规划方式。以史赛克骨科机器人代表作Mako为例，其术前规划环节是基于CT选定标志点自动规划手术方案。而在脊柱和创伤类机器人手术中，需要术中使用CT影像进行手术规划，在短时间内迅速确定手术目标点的位置。天玑II在同一平台上实现不同亚专科的手术规划，实现巨大的技术突破。
此外，天玑II适配多种假体。“比如Mazor只支持美敦力的假体，Mako只支持史赛克的假体，相对来讲，他们是个封闭的系统。”马敏举例说。封闭式系统的优点在于机器人与假体之间的适配度较高，对厂家的假体销售有着很大的推动作用。在我国，医院并不存在只使用某一特定品牌假体的惯例。因此客观来讲，手术机器人平台需要兼容不同厂家，在系统上适配每种不同的假体以满足国内医院的实际需求。马敏介绍道：“我们把开放平台的概念应用到机器人系统上，使其成为全球唯一打通三个亚专科，并适配多个国内外知名品牌假体的机器人产品，实现一机多适应证，多假体适配。”
被问及是否有自研假体的规划时，马敏谈道：“我们并不主张天智航独立承担所有工作，去制造假体，但我们不能排除未来天智航与优秀的假体企业更深入合作的可能性，以共同提供更优质的解决方案。”
·普及应用尚待时日
据统计，平均每年约有两千万例骨科病例，而其中需要进行手术的病例约500万例到600万例。相对于庞大的手术量，手术机器人的装配数量仅200台左右。“机器人价格高，技术仍在研发中不断优化，尚处于成熟早期，其关注度正愈发增加，目前来看，对医疗机构正形成越来越强的吸引力。”
此外，设备安全和数据安全是不可忽视的问题。虽然机器人手术的安全性已经超过了人工手术，但是如何通过审批并实现广泛应用仍然是一个挑战。另外，个人的隐私信息，一直都被视为高级别的机密信息，如果不能将这些信息限定在一定范围内恰当使用，那么泄密的风险便会如影随形。
政策支持，助力高端医疗稳步走
近年来，国家出台一系列政策推动手术机器人发展，对于天智航来说无疑是雪中送炭，”马敏谈道，“过去，我们的产业中多数企业以模仿进口产品为主，因此在注册时主要采用对照式注册，寻找与自身产品功能相似的对照品，对比参数进行注册。然而，对于真正独创的产品来说，全球范围内往往都难以找到对照品，认证过程就更加复杂且漫长。因此，政策的支持对于科创型企业的发展起到了关键性的作用。”
国家对于医疗装备产业政策的重视和支持，为科创型企业提供了优势发展平台和大环境，吸引人才聚集和企业联动，形成产业集群效应。同时，财政政策从贷款、税收等方面支持科创型企业发展，为企业研发、创新、提高市场竞争力提供坚强后盾。国家倡导高端医疗设备研发主体的产学研用合作，帮助企业与高校和研究机构建立更紧密的合作关系，协同驱动科技创新。此外，政府采购政策也意味着科创型企业在市场上有更大的发展空间。在谈及企业未来发展战略时，马敏谈道：“我们期望能够以技术创新形成更强大的能力，更好地为患者提供服务。这是政策支持以及产学研联动，对天智航来说具有非常重要的价值。”
国家重点研发计划“机器人远程诊疗体系构建与应用示范”项目启动
真正具有原创性的产品，其价值应当放眼全球市场来论定。“临床价值被各国医生所接受，也是我们所追求的目标。”马敏将出海的成功视为产品具备普适性的证明，并表示全球化将是天智航发展战略中重要的一环，“我们无须怀疑或犹豫，医疗智能化将是一条必经之路。天智航将持续发力，努力在这个大浪潮中领跑。”
阅读更多内容，欢迎订购《机器人产业》杂志。
点赞关注不迷路
关注“雷克智能”公众号后不要忘记星标
热门跟贴