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醫(yī)療技術預測“十大熱點”出爐，“醫(yī)工交叉”成果轉(zhuǎn)化還要翻過幾座大山？
2021.04.19
借助智能化機器人進行的醫(yī)療診斷和手術能夠彌補人類自身局限，達到定位精準，微創(chuàng)或無創(chuàng)乃至個體化，并被證實更加安全且患者獲益顯著。
例如，一例骨盆區(qū)域的骨折患者，傳統(tǒng)手術兩個750px的切口，每個切口出血量為800—1000ml，較大的創(chuàng)面會導致肌肉軟組織損傷嚴重，患者恢復時間長且花費巨大。
而在骨科機器人的幫助下，該手術能夠?qū)崿F(xiàn)微創(chuàng)。僅三個50px的切口，每個切口出血量約為100ml，縮小近10倍的創(chuàng)面幾乎沒有軟組織剝離，患者恢復時間從1個月變成2天，直至1天，耗材費用也從十幾萬變成幾千元。
機器人在骨科手術場景中的成功應用，為患者的整體治療帶來了本質(zhì)變化。療效提升的背后，是醫(yī)學和工科多年聯(lián)合后創(chuàng)造出的全新醫(yī)療服務模式。從一個醫(yī)療應用的想法到具體的產(chǎn)品商業(yè)化落地，需要醫(yī)護人員、科學家、政府官員、企業(yè)家多方參與，形成一股合力來擊破醫(yī)工交叉中的難點，尋找跨學科合作和成果轉(zhuǎn)化的最優(yōu)路徑。
“十大熱點”“10項創(chuàng)新”出爐
十大熱點方向，覆蓋5個領域，包括人工智能、醫(yī)療健康、精準微創(chuàng)手術機器人、智能康養(yǎng)技術、生物材料和3D打印和醫(yī)院自動化服務。
?人工智能輔助影像識別和診斷
本方向建立在醫(yī)學診斷專家數(shù)據(jù)庫基礎上，通過強化學習、深度學習技術應用于醫(yī)學影像，實現(xiàn)快速處理、精確識別予以診斷建議。
?人工智能醫(yī)療健康管家和云服務
通過人工智能技術和健康管理設備結合，利用穿戴式技術收集患者數(shù)據(jù)，建立患者生理信息數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)慢病管理。
?穿戴或植入式的物聯(lián)網(wǎng)健康智能系統(tǒng)
本方向通過柔性高靈敏的穿戴系統(tǒng)，結合柔性可穿戴理念及微納制造技術，實現(xiàn)無創(chuàng)和微創(chuàng)，通過高穩(wěn)定信號通運技術和智能數(shù)據(jù)分析平臺，實現(xiàn)對疾病前中后跟蹤和管理。除此以外依托生物兼溶織物傳感器植入技術和3D打印技術的發(fā)展實現(xiàn)植入仿生奇觀的功能。
?多維信息融合監(jiān)測的軟體腔鏡機器人
本方向通過柔性可變性的軟體技術和腔鏡手術技術結合可以以主從操作方式實現(xiàn)微床的復雜腔鏡手術，全面推動軟組織手術微創(chuàng)化。
?通過集成生物力學與形態(tài)學建模
AR、VR技術使手術機器人不斷向微創(chuàng)、精準、可視化方向發(fā)展。
?智能感知與交互的康復訓練系統(tǒng)
本方向通過將穿戴式信號檢測輔助機器人結構與控制虛擬現(xiàn)實、人機交互等技術有機結合起來，推進康復訓練系統(tǒng)的智能化，實現(xiàn)更好的人機交互。
?情感識別與自然交互的陪護機器人
本方向通過智能語音識別，信息獲取，人機交互等技術，將人工智能與機器人結合起來，使機器人能夠與陪護對象進行交互。
?基于3D打印個性化
本方向以3D打印為基礎，結合三維個性化設計生物力學技術重點發(fā)展生物相融的安全穩(wěn)定的植入和介入假體，從而實現(xiàn)缺損組織短期功能性代償和長期機體自愈誘導。
?基于智能材料的微納機器人
本方向基于新型技術在微納方向應用，開展醫(yī)療機器人診療新理念研究，推動醫(yī)療機器人革新性技術發(fā)展，從微觀尺度助推醫(yī)療機器人變革式發(fā)展。
?基于互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)藥全流程自動化
本方向通過配藥機器人，藥物倉儲機器人物流機器人研發(fā)依托物聯(lián)網(wǎng)技術將醫(yī)藥全流程網(wǎng)絡化、信息化，降低醫(yī)護工作者工作負擔提高工作效率。
在醫(yī)療技術領域預測不多的情況下，“醫(yī)工交叉”十大熱點方向的技術預測具有一定指導意義。
近幾年，國內(nèi)醫(yī)療機器人的應用逐漸增多。輔助手術機器人、康復機器人、醫(yī)用服務機器人等都有較大的市場需求?！爸袊圃?025”中指出，要提高醫(yī)療器械的創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化水平，重點發(fā)展影像設備醫(yī)用機器人等高性能診療設備，十三五規(guī)劃綱中更是將手術機器人列為高端裝備創(chuàng)新發(fā)展工程中的重點發(fā)展裝備。
如何突破“醫(yī)”“工”邊界約束？
以臨床需求較多的骨科為例，每年骨創(chuàng)傷就有近2000萬病例。隨著老齡化加重，腰椎、頸椎等脊柱的疾患將達2億人，加上每年40萬例關節(jié)置換手術，手術已成為骨科治療非常重要的手段。
由于手術對精確性和穩(wěn)定性有較高要求，因而骨科機器人成為發(fā)展熱點。積水潭醫(yī)院創(chuàng)傷骨科孫旭主任介紹稱，1980年開始，不同年代有代表性的擁有關節(jié)置換、脊柱輔助定位等功能的機器人相繼出現(xiàn)。國際醫(yī)療巨頭也紛紛布局機器人領域，如史賽克、強生等公司都有自己的機器人。
進入21世紀，我國也開始了骨科機器人“醫(yī)工”聯(lián)合的嘗試。2001年，北京積水潭醫(yī)院與北京航空航天大學以創(chuàng)傷骨科為切入點，啟動了我國骨科機器人研究。首例機器人輔助骨科手術開始0—1的轉(zhuǎn)變。2016年，第三代骨科機器人在CFDA注冊認證。到2019年,骨科機器人已能實現(xiàn)遠程手術輔助和操控。
而對于醫(yī)生來說，骨科機器人的應用在某些環(huán)節(jié)還可以更為智能，這樣的需求也為科學家的科研指出了方向。中國骨科機器人“醫(yī)工交叉”的創(chuàng)新研發(fā)正在不斷推進。
現(xiàn)狀：微創(chuàng)操作時，需要醫(yī)生先完成復位，機器人才能上場。
難點：固定復位是難點，屬于微創(chuàng)手術受到限制的環(huán)節(jié)。
進展：即將推出在力學機械臂控制下完成智能化復位的機器人。
目標：能讓骨科手術從開放手術、微創(chuàng)手術向機器人手術轉(zhuǎn)變。術前計劃到術后康復都能在智能化操作下完成。
從全球范圍來看，骨科醫(yī)療器械的市場需求僅次于心血管市場，其研發(fā)和應用將能服務于更多醫(yī)療場景。而3D打印技術的應用將能解決臨床無法同質(zhì)化、無法標準化、無法普及推廣這三大難題。但3D打印技術在中國的發(fā)展還存在材料精度不夠?qū)е挛呛喜缓玫葐栴}。
北京大學第三醫(yī)院腫瘤放療科主任王俊杰認為3D技術要實現(xiàn)完全國產(chǎn)化，必須解決材料精度問題。此外，有了機器人技術，圖象處理系統(tǒng)、圖象追蹤系統(tǒng)還有計算機算法等也要足夠精準。“要達到這樣精準的要求，首先組織機構要形成合力，從而解決缺乏統(tǒng)一領導、項目過于分散的問題。”王俊杰強調(diào)。
作為研究型醫(yī)院的北醫(yī)三院，在成果轉(zhuǎn)化平臺搭建方面走在全國前列，很好的解決了缺乏統(tǒng)一領導、項目過于分散等問題。
為鼓勵醫(yī)生科研，北醫(yī)三院形成了醫(yī)工交叉、科研成果轉(zhuǎn)化的激勵方案。如果醫(yī)生的研發(fā)項目可以進行轉(zhuǎn)化，那么專利分成中，70%屬于醫(yī)生個人，科室和醫(yī)院各分15%。
“激勵方案能讓醫(yī)護更有科研積極性，有動力在一線收集分析數(shù)據(jù)，解決臨床痛點?！苯┩瑫r告訴健康界，北醫(yī)三院目前有43個專利，轉(zhuǎn)化度為15%-18%，已經(jīng)超過了平均水平。
2019年5月，海淀區(qū)政府發(fā)布了首批17個科技應用場景建設項目，包含人工智能，醫(yī)學影像等，其中高端醫(yī)療器械的應用場景和智能輔助診療應用場景均為醫(yī)工交叉領域應用場景。
海淀區(qū)政府特聘專家靳暉分享道，為建設示范智慧醫(yī)院，海淀區(qū)政府推動了海淀醫(yī)院進一步開放。2018年還推動天智行和海淀醫(yī)院的合作，協(xié)調(diào)相關部門。最終助力天智行、天機骨科機器人成功獲得了首個醫(yī)療手術機器人的國家三類醫(yī)療機械注冊證。
一個好的醫(yī)工交叉項目，具備模塊化、通用性、系統(tǒng)可升級和開放性等特點似乎成為共識。醫(yī)工交叉必須以醫(yī)為主體，工為平臺，這其中有好的實踐，也存在以下壁壘：
1、醫(yī)療資源開放不足，目前多是醫(yī)院科室和企業(yè)合作，醫(yī)院內(nèi)部數(shù)據(jù)沒有真正打通，各科室之間數(shù)據(jù)沒有共享。
2、政策層面缺少統(tǒng)籌引導，沒有辦法發(fā)揮醫(yī)院本身希望開放的積極性，也不是所有醫(yī)院愿意開放數(shù)據(jù)。
3、各醫(yī)院醫(yī)療資源沒有辦法真正擁抱優(yōu)秀的科技企業(yè)。
4、應用于醫(yī)療技術的頂層技術有待提升。
5、人工智能領域醫(yī)療器械等一批新型醫(yī)工交叉領域缺乏技術和認定標準。
面對醫(yī)工交叉的現(xiàn)實壁壘，靳輝認為可以聚焦在醫(yī)工交叉領域本質(zhì)問題、預判技術趨勢提前布局、政府支持著力點等問題的討論上。
“產(chǎn)業(yè)化”到“商業(yè)化”須攻破幾大難點
完整的醫(yī)工交叉的產(chǎn)業(yè)鏈，可以看做是臨床需求——政策支持——跨學科建設——醫(yī)工交叉技術——應用場景——投融資——生產(chǎn)供應鏈——用戶反饋等環(huán)節(jié)的配合。在與會者的討論中，企業(yè)的戰(zhàn)略思維、多方合作及人才培養(yǎng)成為除政策支持外最被重視的話題。
有專家指出，在創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化階段一定要有合作機制。因為一個人不可能把所有的事情都做出來，需要大家共同推動。
那么，一個平臺用什么樣的機制能使項目從創(chuàng)意到商業(yè)化都可持續(xù)，最終讓患者獲益呢？
作為交叉學科，醫(yī)工交叉一定要有交叉的知識和視野，既懂工程語言也懂醫(yī)生語言，既理解醫(yī)生的痛點，又能做好創(chuàng)新。北京大學第三醫(yī)院科研處處長張純認為，人才方面是個問題，要符合醫(yī)生臨床標準的話就限制了人才，醫(yī)生要會運用平臺主動跟工科聯(lián)系。
有這類困擾主要源于中美教學體制的差別。在美國，只有本科畢業(yè)的學生才能選擇醫(yī)學專業(yè)深造，所以很多醫(yī)生都有理工科背景，比如美敦力、強生這類公司，70%的產(chǎn)品創(chuàng)新是醫(yī)生進行的。這也就為醫(yī)療創(chuàng)新提供了人才條件。
有了人才，搭建科技轉(zhuǎn)化的平臺就相當重要。把醫(yī)生的專利轉(zhuǎn)化到市場，讓市場回到臨床，建立一個完整鏈條。
有專家舉例稱，做一個原型機可能不難，但是把它做成一個產(chǎn)品，中間要對接各類資源，投資方、醫(yī)生和創(chuàng)業(yè)導師的支持，還有供應鏈資源等。因為任何一個器械，都會牽涉到上百個零部件的供應商。如果需要反復迭代，資方可能就會失去耐心，加上審批時間長，產(chǎn)品就很難進行下去。
“研發(fā)階段會積極讓企業(yè)參與進來，讓企業(yè)從應用層面進行參與。”趙一嬌提到國家政策層面的很多科研項目在申請時就要求有合作單位，例如：3D打印的課題要求3D打印企業(yè)參與。這樣能夠讓國家科研成果盡快落地，變成產(chǎn)品。
中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會臨床試驗分會常務副理事長孫京昇認為醫(yī)用機器人審批過于嚴格，主要是因為人工智能較為特殊，其深層原因主要是IT會迅速迭代，且有一大部分是在市場上迭代。反過來醫(yī)療行業(yè)中醫(yī)療器械、醫(yī)用設備等不能在市場上迭代，只能在實驗室迭代，所以要做一個相對完美的東西推向市場。
存在這樣的特殊性，對企業(yè)來說就要系統(tǒng)的建立自己的產(chǎn)品線?！半m然企業(yè)產(chǎn)品線越系統(tǒng)，說明自主研發(fā)的核心功能性產(chǎn)品就越少。但是系統(tǒng)性對企業(yè)來說非常重要。”孫京昇提到，“只有做商品化投資才有回報，比如物價、醫(yī)保、招標、維護，不良事件報備等，有全套體系才能做。以美敦力為例，除了真正原創(chuàng)的起搏器，很多產(chǎn)品線收購而來。他們是一整套完備的體系。”
體系的完備程度跟企業(yè)大小成了直接線性相關。醫(yī)療器械難點是不同品種有不同體系，里面具體技術內(nèi)容差異非常大，所以又很難建立。孫京昇建議不要盲目的投入到醫(yī)療器械的創(chuàng)業(yè)中去，要知道目標是什么，體系如何打造，而不是簡單的功能研發(fā)。
“目前機器人研發(fā)全球同步，主要是品質(zhì)安全，其次是價格。中國機器人技術的發(fā)展有一個過程，核心部件要快速進步，且要考慮到產(chǎn)品的延展性?！狈げǜ嬖V健康界。
2018年，美國交通意外致死人數(shù)為38000人，醫(yī)生錯誤致死人數(shù)多達260000人。在面對這組數(shù)據(jù)時，微軟亞洲研究院副院長張益肇有一種期待，人工智能的出現(xiàn)，或許會讓醫(yī)院不再有低端的常識性錯誤，以達到常規(guī)指南的要求。
在此背景下，“醫(yī)工交叉”創(chuàng)新前沿技術十大熱點方向的公布或許能對各方參與者產(chǎn)生指導性意義，也讓大家的期待盡早成為可能。
