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XK星空体育新闻纵深|探访“新”力量①:当机器人走进脑血管

时间:2024-03-21 11:32 来源:网络

  依靠创新驱动,近两年来河北一些产业领域出现一批新生力量,有的刚刚萌生,有的日渐强壮,都在为推动经济高质量发展贡献力量。

  本报今起推出“探访‘新’力量”系列报道,到企业一线去探访感受这种成长,敬请关注。

  2021年7月29日,在河北医大一院,医生术前检查机器人设备。(本报资料片)史文宝供图

  位于保定中关村的一家企业,就在去年上市了这么一款机器人,能够进入人的脑血管进行造影手术,成为国内外同行中的“独一份”。

  这个神奇的机器人是如何诞生的?它将如何改变我们的生活,又将为产业开启怎样的新空间?近日记者来到这家企业一探究竟。

  今年2月,易度河北机器人科技有限公司收到省科技厅批复,公司申报的血管介入机器人创新应用场景,批准落地。

  “这意味着,我们的手术机器人即将开启上市后的大规模临床应用。”公司负责人史文宝说。

  2023年3月,易度公司研制的脑血管介入手术辅助操作系统,成为国内首个获批上市的血管介入机器人,这也是世界上第一台获批的脑血管介入机器人。

  “因为它的制造难度太大。”史文宝说,用机器人在狭窄的血管中完成一系列动作,犹如“螺蛳壳里做道场”,对操作的精度、安全性要求极高。

  易度公司董事长、北京天坛医院神经介入科主任李佑祥,是国内神经介入领域的顶尖专家。“要做就做最难的。”2017年,他带领团队开始研发血管机器人,而且挑战的是最复杂的脑血管领域。

  研发团队的目标,是打造一款脑血管造影手术机器人。脑血管造影手术,通俗来讲,就是将导丝、导管伸进人的血管中,制造出一条通路,然后注入显影液,让血管回路在X射线下清晰可见,医生据此观察病变情况。这款机器人就是要以机械代替人手,完成上述操作。

  “人体内的血管如同支流遍布的河流,导丝、导管要在宽窄不同的‘河流’中穿梭,还要完成诸如‘翻越’等动作。”研发团队负责人李浩敏说,脑血管造影手术中,导丝、导管从大腿根部血管进入人体内,最终抵达头部血管。沿途穿越的血管,最粗处直径2到3厘米,最窄处仅3到5毫米。

  在手术中,如果导丝、导管失控,轻则损伤血管,严重的会造成血管破裂、血栓,甚至死亡。

  “安全性要通过控制推进速度和力量实现。”李浩敏说,研发团队经过大量仿真实验,确定了速度和推力的安全值,机器人的运行始终处于安全区间。

  一个有经验的医生,可以准确完成导丝和导管的进退、旋转等动作,但机器人要做到这些不容易。用李浩敏的话说,相当于让人戴上手套,或者用镊子夹住导丝、导管操作。

  1.0版用于控制导丝、导管的夹持器被设计出来了,最大误差5毫米。这个结果难以被团队接受。

  在史文宝的办公室,摆着一个最新迭代的5.0版夹持器,是一套高精度多级传动装置。

  “要达到高精度,需要每一级传动都准确,接近零误差。此外,在材料使用、零部件加工和组装中,每一个环节都近乎完美才行。”史文宝说。

  “比如,导丝的头部位置是软的,太硬会伤到患者的血管。但如果想要导丝精确位移,它就必须够硬,才能便于控制。再比如,对导丝的夹持,要达到稳定效果,就要夹得紧一些,但这样会伤害器械表面的涂层。”史文宝说。

  研发团队在不同选择间博弈,反复改进装置,最终,经历5次大迭代、近20次小改进后,夹持器误差被控制在1毫米内。

  3月9日11时,河北医大一院门诊楼三楼一间手术室的灯熄灭了,一台持续40分钟的脑血管造影手术结束。神经外科主任李聪慧穿着近30斤重的铅衣走出手术室。脱下铅衣,他衣服的内衬早已被汗水浸透。

  医生穿着铅衣,是为了防范X射线造成的伤害。这样的重负下,如果一天做3台手术,医生常常累到虚脱。

  制造一款手术机器人,将医生从繁重的手术中解放出来,是研发团队的初衷之一。

  在易度公司的无菌车间,手术机器人样机被试制出来。2019年12月19日,这台机器人迎来第一例真人手术的检验。

  当天,北京天坛医院一间手术室,一位患者和他的机器人“朋友”在室内。手术室外的操作间则挤满了人,除了隔空操作的医生,还有研发团队成员。

  手术开始了。医生通过推拿手柄的幅度,控制导丝、导管运动。在影像屏幕上,导丝、导管进退自如,灵活转向。40分钟后,机器人顺利完成全国第一例脑血管造影手术。

  然而,真正投入市场,这款机器人还需要经过大样本手术的检验。在北京朝阳医院、河北医大一院、山西人民医院,这款机器人先后完成260多例手术,其中在河北医大一院完成120例。

  “我印象很深的是,河北医大一院的一位医生说,这是一个革命性的产品,医生坐在手术室外操作,不只减轻了医生的负荷,还让医生有足够的精力为更多患者提供更高质量的手术。”史文宝说。

  260多例手术中,如果顺利,手术时长能缩短至20分钟,大约是人工手术时长的一半。史文宝觉得,让患者在有害辐射的环境中少待一会,自然也是好事。

  在这款机器人的研发中,团队突破了远程操作的技术瓶颈,这为通过机器人实现远程医疗提供了可能。

  研发团队曾针对心脑血管领域医疗资源分布做过一次市场调查。“一个现实的情况是,我国区域医疗资源存在分配不均的问题。”李佑祥说,尤其体现在医生水平差距上。

  而手术机器人的动作是标准化的,机器人的使用,可以很大程度上弥补因医生水平问题导致的医疗服务差距,患者即使在偏远地区,也能享受高质量的手术。

  “脑卒中的治疗,有黄金6小时的概念。但空间的阻隔,常常让患者错失治疗时机。如果当地医疗机构有手术机器人,医生就可以通过远程手段操控机器人为患者手术,让患者得到及时救治。”史文宝说。

  260多例手术,不但让易度公司拿到了通向市场的许可,更重要的是,通过手术获得的临床数据,将成为企业制定行业标准的依据。

  “这款手术机器人的问世,证明机器人作为医生手和眼的延伸是可行的。”史文宝表示,公司接下来的一项重要工作,就是参与血管介入机器人行业标准制定,成为行业的引领者。

  “我们的设想是,以这款机器人为平台,不断拓展、延伸它的功能。比如,在应用范围上,可以从脑血管扩展到心脏血管,进而扩展到外周血管。在功能上,发展取栓手术机器人、支架放置手术机器人等。”李浩敏透露,用于治疗的血管介入机器人,公司已经进入研发阶段。

  在史文宝看来,血管介入领域包含了丰富的应用场景,这台脑血管造影手术机器人,充当了开路先锋的角色。

  “在产业规划上,我们计划围绕血管介入机器人,建立全产业链生态布局,包括产品使用培训、产品服务、耗材生产等。”史文宝说,这是一个未来产业。

  李浩敏在对未来产品的构想中,计划在现有机器人架构上加入“影像导航系统”,将CT等仪器的成像信息与机器人做深度交互。这样,机器人就有了人体的GPS信息,可以实现在人体内的“自动驾驶”,医生或许不需要参与手术。

  李浩敏以脑血管造影手术机器人举例,如果是医生做手术,需要用眼睛观察成像信息,据此判断位置。由于人的眼睛和大脑处理的信息有限,成像信息是被精简过的,三维图像变成了二维。如果换作机器人做手术,所有的信息全盘接受,这会让机器人的判断比医生更精确。

  “如果说,现在的手术机器人是在努力达到医生的操作水平,那么当有一天,机器人可以在信息收集、处理上发挥自己特长时,它将展示出超越医生的能力。”李浩敏说。

  机器人产品即将大规模临床应用,眼下,易度公司正在紧张地做着各项准备工作。史文宝很忙碌,与北京研发团队的沟通也日益频繁。

  “每周二早晨,我都要坐高铁去北京,单程41分钟,9点到10点在北京开会,开完会再回保定,不耽误下午上班。”史文宝说。

  2018年,易度公司在保定中关村成立。它的使命是服务机器人研发,并为产业化做准备。

  作为“京津研发、河北转化”的项目,易度落户河北,首先看中的就是地缘优势。

  “当初,我们一度想要落户长三角,那里产业基础好,招商力度也大。不过,距离北京研发团队太远,工程师频繁往返两地,太折腾,工作也没有效率。”史文宝说。

  易度到来之前,保定中关村为其配置了1200平方米的洁净厂房,让企业拎包能入住、进门就生产,并为其提供5年免租金的优惠。保定高新区还为团队提供了100万元奖励资金。

  易度的机器人产品,需要机械、电气、软件等产业配套。而保定当地相关的制造业产业链较为完备,制造机器人的许多核心零部件都可以实现本地化。

  “机器人在产业化的过程中需要突破一些技术瓶颈XK星空体育。我们有几百家创新企业和科技公司,可以与易度进行联合研发。”保定中关村创新中心负责人张曙光表示,易度已经和中关村多家企业达成合作,开展血管介入领域的新材料、新技术攻关。

  “从长远考虑,保定的制造业基础可以为产业化提供上游配套,华北电力大学等高校能提供技术转化的人才。在保定中关村带动下,当地的创新基础也具备。‘北京研发、保定转化’是一种优势互补、高效率合作方式。”史文宝认为。(河北日报记者 魏雨)

  我省各地吸引京津成果转化和企业落户政策中,资金奖补、用地支持、租金减免等措施,几乎成了标配。

  为吸引易度公司落户,保定当地政府部门出钱装修,场地建好了请企业联合验收。此外,还帮企业跑政策、办手续、申请奖补资金等。

  科技成果落地转化是一个复杂的系统。除了硬件设施、有效政策供给外,企业发展的软件环境、长远需求都要时刻关注。做到这些,才能更好畅通“京津研发、河北转化”通道。

  例如,科技成果转化中,企业需要上下游配套,需要突破实际生产中的技术难点。当地有没有资源,谁来协调这些资源?

  还有,随着科技成果转化逐渐深入,企业的新需求会不断出现。比如,当地是否能提供经验丰富的技术工人?对这一问题如何解决,是否可以借助校企合作、长链条人才培养模式,或是跨区域人才引进。这些都是在探索“京津研发、河北转化”的长效机制中应该考量的。

  起步于上世纪90年代的唐山机器人产业基地,是国家火炬计划特色产业基地中第一个机器人基地,也是国内机器人产业基地中第一个“国家队”成员。

  发展到今天,唐山消防机器人、巡检机器人、焊接机器人,市场占有率均居全国第一。

  2018年底,《江苏省机器人产业发展三年行动计划》提出,2020年实现机器人产业产值1000亿元,年均增长35%以上,自主品牌工业机器人年产量达1万台。短短几年,这些目标已经顺利达成,江苏机器人产业规模和企业数量均跻身全国第一方阵。

  不仅体量大,江苏省各地还纷纷瞄准新风口加速布局。比如,无锡正在积极抢占人形机器人新赛道。

  不只是江苏,上海、浙江、广东等省市也出台促进机器人产业发展的政策,随后便涌现出一批突破“卡脖子”技术、自主创新能力强的机器人企业。

  在国内机器人产业新格局下审视,有行业人士提出,河北机器人要加快迈向产业链高端,提高产业集中度和规模。特别是尽快提升创新能力,强化对核心技术的掌握。

  同时,就未来机器人产业发展,业内越来越关注医疗、养老、家居等领域服务机器人的需求,这些将成为行业最具潜力的增长点。

  如今,我们正在迎来机器人时代。据工信部消息,我国将加快布局人形机器人等前沿领域,计划到2025年,初步建立人形机器人创新体系;2027年,综合实力达到世界先进水平,成为重要的经济增长新引擎。

  就在不久前各市召开的两会上,作为机器人产业聚集地的唐山市明确提出,以“有中生新”带动强链成群。

  这个“新”,直接瞄准了机器人前沿技术。今年,唐山要加快建设机器人产业创新平台,构建“政企学研金”创新联合体,争取国家实验室、技术创新中心在当地布局,建好机器人产业技术研究院,发掘更多“机器人+”应用场景。

  而去年出台的《河北省支持机器人产业发展若干措施》,也描绘了河北机器人创新路线图:重点在强化科技创新方面发力,包括持续加大研发支持力度,每年实施5项以上重大技术创新项目;围绕机器人产业提档升级需求,新建一批重点实验室、技术创新中心、工程研究中心、企业技术中心等创新平台。星空体app首页

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