3D打印量身打造骨骼手术机器人妙手回春

浏览次数: 作者: 来源: 日期:2019-09-20

能够3分钟采集患者脉搏、血压、体温、呼吸频率等生命体征,精准检测患者伤病,分级匹配科室,自动为患者挂号的智能导诊机器人已经在上海一所医院试运行。通过移动机器人,纵使相隔千里,医疗技术发达地区的专家长出了“顺风耳”“千里眼”,仍然可以对偏远地区的医院进行远程智能查房;可在3秒内,一键自动分割112个大脑子结构,并将数据量化形成报告的脑结构智能评估系统,在2019世界人工智能大会上推出。

3D打印“量身打造” 骨骼手术机器人“妙手回春”

“数字化技术+医疗”“AI+医疗”“智慧医疗”,近年来已成为普通大众耳熟能详的热门词汇。从最初由技术变革带来的概念设想到个性化的设计方案,再到不同应用落地,人工智能等新技术在医疗健康领域的发展虽然仍然处于起步阶段,但一些技术应用已经渗透到了我们的生活当中。这些技术是解决患者病痛的“良药”,是提高医院服务效率的智能系统,也是辅助医生精准治疗的“大脑”“眼睛”和“手”,甚至是医疗全流程革新的驱动力。


8月29日,2019世界人工智能大会召开,围绕“AI+医疗”的构想、设计、产品、解决方案一一呈现,如果说这些理念和技术的普及还存在于未来的话,那么3D打印人体组织、手术机器人等技术已经在全国各地成熟应用。


个性化3D打印


让植入假体更“贴身”


2018年,榆林一名42岁的患者李某出现左髋关节疼痛,下蹲或劳作时出现疼痛加重的症状,由于一直没有进行针对性治疗,导致病情加重,出现走路困难。该患者到空军军医大学第一附属医院就诊后,被确诊为双侧股骨头坏死,而且病变坏死区域较大。空军军医大学第一附属医院骨肿瘤骨病科主任郭征教授团队决定采用创新成果,为患者植入仿人体骨骼结构钛合金股骨头支撑棒。

3D打印“量身打造” 骨骼手术机器人“妙手回春”

手术前,根据患者股骨头坏死区域的影像资料,空军军医大学第一附属医院与两家科技公司联合,通过数字化的个性设计,利用3D打印技术,为患者“量身打造”了仿人体骨骼结构钛合金股骨头支撑棒。手术全程微创精准操作,仅用时30分钟,节省了手术费用。手术当天,该患者髋关节疼痛症状明显缓解,术后一周髋关节功能恢复良好。


这只是3D打印技术在医疗健康领域应用的一个案例,透过这个案例,我们可以看到3D打印与医疗技术深度结合后,可以给治疗带来的无限可能。


“就骨肿瘤的治疗来说,首先需要切除肿瘤,然后用假体去置换切除部分。每个患者切除部分的形状、大小都不一样,但是市场上供应的假体都是标准化的,难以满足不同患者的需求。而3D打印技术却可以根据患者的个体情况,实现个性化定制。”郭征教授介绍说,“目前,虽然个性化3D打印硬组织技术已经比较成熟了,但是像这类植入人体的定制产品,我国还未正式出台相关审评标准,所以3D打印技术的优势还未完全发挥出来。”


据了解,现阶段我国进行的有关个性化3D打印假体的手术都属于临床试验。郭征教授已经带领团队完成世界首例3D打印锁骨和肩胛骨钛合金假体植入、世界首例3D打印仿生多孔支撑棒治疗股骨头坏死等创新技术,开创了3D打印个性化假体临床应用的先河。


手术机器人


开启外科手术新方向


2012年12月,空军军医大学第一附属医院引进了西北第一台手术机器人。3年后,这台手术机器人给22岁的女孩杨华的生活带来了翻天覆地的变化。


2015年,杨华被诊断为先天性无子宫。同年,空军军医大学第一附属医院妇产科主任陈必良教授带领团队,在手术机器人的辅助下,历时14个小时,成功切取了杨华43岁母亲的子宫,并将其植入杨华体内。2019年1月,经过移植子宫的孕育,杨华平安诞下了一名男婴,圆了她做母亲的梦。


在近6年的时间里,空军军医大学第一附属医院妇产科的医疗团队在手术机器人的辅助下完成的手术约2000多台,其中90%以上都是恶性肿瘤手术。高清立体成像系统、自由翻转的机械臂等从一定程度上让医生突破了人体自身视力、肢体灵活度的限制,传统医疗技术下的疑难杂症,在“超清透视眼睛”和敏捷灵巧的“三头六臂”帮助下,有了突破的可能和路径。

3D打印“量身打造” 骨骼手术机器人“妙手回春”

“手术机器人可以把图像放大10倍左右,而且是三维立体的,就像看3D电影一样,手术部位看得非常清晰,这是传统手术中依靠人眼达不到的。而且手术机器人有多个机械手臂,可以360度翻转,做出人手做不到的极限动作,达到人手不能触及的空间。”陈必良教授讲述着使用手术机器人的切身感受,“用手术机器人做手术,医生坐在操作台上,能够节省体力,也可以缓解一些职业病。更重要的是,手术机器人有滤除人手颤抖的功能,过滤掉主刀医生手颤也在一定程度上延长了医生的职业寿命。”


宫颈癌根治术、阴道癌根治术、外阴癌腹股沟淋巴结清扫术、宫颈广泛切除术……在手术机器人的辅助下,陈必良教授及其团队完成了许多亚洲甚至是世界首例的高难度手术,这是“智能技术+医疗”为攻克疾病带来的新方向。


人工智能


走进公众医疗


根据陈必良教授的介绍,2006年我国开始使用手术机器人,目前全国共有90余台,共辅助完成12.5万余台手术,尤其是在泌尿外科、妇科等手术位置较深、空间狭窄的手术中应用广泛。在全球范围内,手术机器人因其高精确度、三维精度视野等优势,拥有广阔前景。目前,全球共有约5000台手术机器人,总手术量超过500万例。在这一应用趋势下,我国正在积极研发完善“妙手S”手术机器人,目前该手术机器人处于临床试验阶段,有望在未来投产后降低患者的使用费用。据郭征教授介绍,我国3D打印无功能组织技术也达到了一个较高的水平 。同时,3D打印人体血管、器官等技术在国际上也有所研究。


日新月异的科学技术进入医疗健康领域,不仅能够突破当下的医疗难题,也给未来人类健康带来了无限遐想。那么,当科技前沿——人工智能技术进一步走进医疗健康产业后,将会为我们构建一个怎样的健康生态圈呢?


医学影像、辅助诊断、药物研发、健康管理、基因测序,基于大数据价值挖掘和深度自学能力的人工智能,覆盖了医疗健康产业的五大领域,而其中医学影像和辅助诊断是目前众多技术研发团队主攻的方向。


得益于医疗影像数据库快速积累、智能图像诊断算法趋于成熟,AI医学影像已经应用于多家医院,帮助医生快速获取影像诊断结果,提高诊疗效率和准确性。导诊机器人、虚拟助理、电子病历等AI辅助诊疗的技术服务也已经惠及部分医生和患者。胶囊胃镜、大数据挑选化合物、智能健康管理平台等应用场景也正在从实验室走向普通公众……


未来,随着人工智能技术的快速发展,与医疗健康领域的深度融合以及各种应用加速落地,每个人都将成为受益者,享受更高效便捷的医疗服务。

 

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