“介入機(jī)器人手術(shù)的成功，可能預(yù)示著推動(dòng)血管介入領(lǐng)域的革命性進(jìn)展?！?中國科學(xué)醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院血管外科中心副主任醫(yī)師羅明堯說。

3 月 13 日，機(jī)器人輔助冠狀動(dòng)脈介入治療（PCI，percutaneous coronary intervention）手術(shù)在海南博鰲超級醫(yī)院成功完成，該手術(shù)由中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科主任葛均波教授團(tuán)隊(duì)操刀，手術(shù)過程持續(xù)約 30 分鐘。

據(jù)了解，這次接受機(jī)器人輔助下冠脈介入治療的是一名 60 歲男性患者，他已患冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病十多年，雖然長期服用藥物但病情未見減輕。該患者是 50% 病變，幾年前做過造影，最近經(jīng)常心絞痛，嚴(yán)重影響了他的生活質(zhì)量。其冠脈造影結(jié)果顯示，患者系前降支中段彌漫性病變，導(dǎo)致第一對角支受損，需要在雙導(dǎo)絲保護(hù)技術(shù)的支持下完成手術(shù)。

圖丨介入機(jī)器人手術(shù)（來源：西門子醫(yī)療）

葛均波在控制室內(nèi)通過操縱桿對盒帶內(nèi)導(dǎo)絲模塊進(jìn)行手術(shù)操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂將兩根導(dǎo)絲分別送入，行雙導(dǎo)絲保護(hù)技術(shù)。

他在接受媒體采訪時(shí)表示，“該病例是一個(gè)分杈病變，而且是兩個(gè)狹窄，好在介入機(jī)器人完美地完成了任務(wù)。我們首先把對角支放在一個(gè)導(dǎo)絲保護(hù)起來，然后用兩個(gè)球囊越擴(kuò)張支架，非常迅速地通過了復(fù)雜病變?！?/span>

圖丨葛均波操作介入機(jī)器人（來源：西門子醫(yī)療）

與人工操作相比，介入機(jī)器人在某些方面具有一定優(yōu)勢。首先，介入機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化優(yōu)勢，可使手術(shù)過程保持穩(wěn)定和精確的操作，其 “毫米級” 的精準(zhǔn)定位和釋放植入器械，可避免醫(yī)生因經(jīng)驗(yàn)判斷或觀察失誤造成的誤差。

其次，在傳統(tǒng)的冠脈介入治療中，醫(yī)生往往穿著沉重的鉛衣，連續(xù)幾小時(shí)站在手術(shù)臺旁進(jìn)行手術(shù)，這意味著醫(yī)生會暴露在 X 射線的電離輻射下，有骨骼系統(tǒng)受到損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

介入機(jī)器人可將醫(yī)生從手術(shù)床旁解放出來，還能減少醫(yī)患雙方的輻射及術(shù)中交叉感染，對傳染病或感染性疾病患者的治療更加有利。據(jù)了解，2020 年疫情期間，在美國有使用介入機(jī)器人為新冠病人手術(shù)成功的案例，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)生與患者 2 米以上的隔離。

再次，“人機(jī)交互” 轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǔ潭鹊?“機(jī)機(jī)交互”，再結(jié)合 AI 和 5G 技術(shù)就可能具備遠(yuǎn)程實(shí)施血管介入手術(shù)的潛力。

介入機(jī)器人的實(shí)質(zhì)是手術(shù)機(jī)器人與血管介入技術(shù)的結(jié)合。“這是一個(gè)歷史性的時(shí)刻，未來我們也將看到更多的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于臨床?！?葛均波在接受媒體采訪時(shí)表示。

近年來，Corindus 機(jī)器人在中國 “突破式” 發(fā)展。據(jù)西門子醫(yī)療資料顯示，2017 年 3 月，Corindus 機(jī)器人曾短暫來華 “交流訪問”，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院冠心病中心竇克非團(tuán)隊(duì)在北京成功完成了 Corindus 機(jī)器人輔助的冠脈介入治療，實(shí)現(xiàn) “零的突破”；2020 年 11 月，Corindus 機(jī)器人首次亮相進(jìn)博會；這次，Corindus 機(jī)器人在博鰲醫(yī)療先行區(qū)的手術(shù)成功進(jìn)一步推動(dòng)了介入手術(shù)機(jī)器人在國內(nèi)的正式落地。

可實(shí)現(xiàn) “毫米級” 精準(zhǔn)的前沿技術(shù)

PCI 手術(shù)是血管重建的主要模式，在手術(shù)中，醫(yī)生可以參照醫(yī)療圖像精確定位，在控制室遠(yuǎn)程操作介入手術(shù)器械。在確保連續(xù)、穩(wěn)定地執(zhí)行手術(shù)動(dòng)作的同時(shí)，還能快速、準(zhǔn)確地通過復(fù)雜的軌跡，精確定位到達(dá)目標(biāo)血管。最后，在醫(yī)生的操作下完成血管介入手術(shù)。

“醫(yī)生通過圖像反饋了解當(dāng)前手術(shù)的環(huán)境，然后再根據(jù)環(huán)境情況判斷，做出實(shí)時(shí)操作。也就是說，這款介入機(jī)器人是由醫(yī)生一對一的‘遠(yuǎn)程控制’，實(shí)際上是一種映射的關(guān)系?！?同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院副教授齊鵬說。

圖丨介入機(jī)器人操作機(jī)械（來源：JACC）

據(jù)了解，本次應(yīng)用的介入機(jī)器人是西門子醫(yī)療生產(chǎn)的 Corindus 途靈?最新一代CorPath?GRX，也是目前全球唯一一款經(jīng)過美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)，并擁有歐盟 CE 上市認(rèn)證的血管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。

羅明堯?qū)?/span> DeepTech 表示，目前 Corindus 主要實(shí)施的是血管內(nèi)的器械驅(qū)動(dòng)，但穿刺、更換耗材等步驟仍需要醫(yī)生手動(dòng)完成。他進(jìn)一步解釋稱，“血管內(nèi)操作屬于手術(shù)核心內(nèi)容，因此主要的研發(fā)集中在攻克這部分難題。而穿刺、更換耗材等步驟的動(dòng)作模式與血管內(nèi)操作不同，它在手術(shù)流程中起著輔助作用，動(dòng)作瑣碎，更難規(guī)范?！?/span>

圖丨 PCI 病例圖像展示（來源：海南新聞）

從技術(shù)層面來看，介入機(jī)器人有三個(gè)特點(diǎn)：

第一，多自由度靈巧操作，通過主從控制模式驅(qū)動(dòng)，提供有效的智能硬件輔助；

第二，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)影響數(shù)據(jù)融合，同步重建血管和導(dǎo)管形態(tài)模型，輔助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)；

第三，結(jié)合連續(xù)體機(jī)器人建模的復(fù)雜性特征，通過力或者位置控制，探索機(jī)器人自主控制操作模式。

“操作介入機(jī)器人其實(shí)和打游戲操作游戲手柄的原理類似，除了遠(yuǎn)程遙控，還得在實(shí)際操作過程中靈活地掌握技巧?！?齊鵬說，“可以借鑒達(dá)芬奇機(jī)器人的模式，目前達(dá)芬奇機(jī)器人已經(jīng)陸續(xù)在國內(nèi)應(yīng)用，它的操作應(yīng)用是醫(yī)生在培訓(xùn)中心培訓(xùn)相關(guān)技術(shù)，各項(xiàng)操作技術(shù)熟練達(dá)標(biāo)了再實(shí)際操作。這有利于年輕醫(yī)生的培訓(xùn)與手術(shù)操作，而不是只靠經(jīng)驗(yàn)豐富的老醫(yī)生，因此這將改善手術(shù)預(yù)約排期緊張的問題?！?/span>

不過，介入機(jī)器人在臨床普及仍存在一定的難點(diǎn)。據(jù)媒體報(bào)道，2017 年美國血管介入機(jī)器人手術(shù)占血管手術(shù)的 0.1%。目前，該技術(shù)在國內(nèi)屬于非常前沿的新技術(shù)，尚處于試驗(yàn)階段。

羅明堯?qū)?/span> DeepTech 表示，“首先，介入機(jī)器人暫時(shí)受制于醫(yī)患及業(yè)內(nèi)人士對該新技術(shù)的認(rèn)知和認(rèn)可。結(jié)合其他醫(yī)療學(xué)科領(lǐng)域的機(jī)器人技術(shù)或其他新技術(shù)新設(shè)備的全球推廣經(jīng)驗(yàn)來看，一般是從行業(yè)內(nèi)的頂級醫(yī)院開始認(rèn)可、購置，形成效應(yīng)并帶動(dòng)其他醫(yī)院逐步跟進(jìn)。其次，現(xiàn)有的血管介入機(jī)器人技術(shù)尚未成熟，與‘全自動(dòng)’甚至理想的‘半自動(dòng)’還有一定差距。第三，機(jī)器人手術(shù)費(fèi)用高昂，如不能進(jìn)入醫(yī)保報(bào)銷體系，能接受的患者范圍受到限制?！?/span>

“如果在臨床推廣，則需要先在國內(nèi)走審批流程上市注冊。據(jù)我所知，國內(nèi)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)則還在制定中。所以，介入機(jī)器人在臨床的實(shí)際應(yīng)用還需要些時(shí)間?！?齊鵬說。

“未來還有更長的路要走”

隨著介入機(jī)器人的發(fā)展，其應(yīng)用的臨床領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣梗?/span>“在現(xiàn)有的‘半自動(dòng)’框架下，其應(yīng)用領(lǐng)域從心臟逐步延伸到腦血管、外周血管的臨床診療。這既是順應(yīng)患者需求，也是腦血管、外周血管等專業(yè)醫(yī)生的期盼?！?羅明堯說。

此外，介入機(jī)器人技術(shù)需要不斷完善，還需要一些配套的設(shè)計(jì)，如專用的適應(yīng)機(jī)器人機(jī)械臂操作的器械輸送和釋放系統(tǒng)。羅明堯認(rèn)為，“目前機(jī)器人的設(shè)計(jì)與現(xiàn)有的腔內(nèi)器械并不完全吻合，現(xiàn)有的腔內(nèi)器械都是為適應(yīng)人手操作而設(shè)計(jì)，如支架釋放需要人手操控，設(shè)計(jì)出適合機(jī)械臂釋放的支架系統(tǒng)和手柄是未來的需求之一?！?/span>

目前，在血管中的傳送以及病灶處的診治操作過程中，介入機(jī)器人導(dǎo)絲導(dǎo)管的可操作性有限，因此需要醫(yī)生在眼手不能直接配合的模式下進(jìn)行。據(jù)了解，經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生可憑借 “手感” 操作手術(shù)，而介入器械前段的作用力因不能被直接獲取，容易導(dǎo)致錯(cuò)誤操作、刺穿血管或者損傷組織器官。

“從科研角度來講，我們一直強(qiáng)調(diào)‘手感’，醫(yī)生在手術(shù)中的操作具有‘捻’、‘轉(zhuǎn)’等感覺性的互動(dòng)，是醫(yī)生憑借經(jīng)驗(yàn)去判斷，而介入機(jī)器人是完成一些程序化的工作，并沒有這種‘手感’。從某種程度上來說，介入機(jī)器人是輔助醫(yī)生完成中間一段手術(shù)，前期準(zhǔn)備和后期手術(shù)仍然需要醫(yī)生來完成?！?齊鵬說。

羅明堯同樣認(rèn)為，目前的介入機(jī)器人雖然穩(wěn)定但卻缺乏靈活性。復(fù)雜的血管介入操作，需要較強(qiáng)的操控性，如通過閉塞病變，內(nèi)臟動(dòng)脈、腦血管及其他分支動(dòng)脈的超選等，這其中阻力感受和反饋至關(guān)重要。

因此，力反饋技術(shù)的升級將有助于介入手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展，可幫助后者在介入操作時(shí)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)絲空間位移之外另一維度上的精準(zhǔn)性。

如果實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程治療，醫(yī)患雙方即便在異地也能實(shí)現(xiàn)分級診療，讓更多患者獲得優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源。隨著 5G 技術(shù)、人工智能、自我學(xué)習(xí)與介入機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展，對該產(chǎn)品和技術(shù)是質(zhì)的飛躍，將共同加速介入機(jī)器人的自動(dòng)化發(fā)展及臨床應(yīng)用?！斑@是一個(gè)系統(tǒng)的工程，未來還有更長的路要走?！绷_明堯說。