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睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

2022年4月26日,睿心醫療自主研發的血管介入手術機器人順利完成臨床注冊動物實驗。此次實驗,驗證了睿心血管介入手術機器人的安全性、有效性和精準性;實作了對導絲、球囊/器械導管、導引導管的三器械協同操作;完成了PCI(經皮冠狀動脈介入治療)的完整流程:冠脈造影、導絲的操控,球囊的擴張、支架的放置等;測試了手術導航和智能操作等算法。各項實驗結果都達到預期目标。

睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

本次動物實驗的成功不僅意味着睿心醫療的血管介入手術機器人距離臨床應用又近了一步,還意味着其血管介入手術機器人真正實作了從手術決策、手術導航到手術實施的全流程輔助。

基于企業發展及醫療行業雙邏輯,布局血管介入手術機器人

據了解,睿心是心腦血管領域僅有的同時具有智能算法與智能硬體實作能力的團隊。針對心血管領域,睿心醫療此前已推出睿心分數(RuiXin-FFR)、睿心冠脈智能後處理平台等産品,并在AI醫學影像診療領域闖出赫赫威名。

而睿心醫療作為AI影像診療領域的領先企業,為何選擇布局血管介入手術機器人?

睿心醫療CTO馬駿博士介紹:“這是基于企業發展邏輯和醫療行業邏輯考慮的結果。”

一方面,睿心醫療自成立之初的使命就是“讓每條血管都得到最早期的診斷和最精準的治療”,緻力打造心腦血管智能一體化的診療平台。是以,睿心依托人工智能技術研發提高診斷精準性的睿心分數(RuiXin-FFR)、評估斑塊風險的智能影像系統、提供手術方案設計的輔助平台以及術後慢病管理系統等産品共同構成了血管疾病診療的關鍵鍊條,包含大規模篩查、精準檢測、術前術中指導、術後慢病管理及術後随訪等環節。但是,這個鍊條還需要補足極為關鍵的一環才能形成真正的閉環:手術執行。

為了補足血管疾病診療閉環,打造血管疾病的全流程解決方案,睿心醫療打造了血管介入手術機器人。同時,睿心醫療通過血管介入手術機器人連通冠脈智能後處理系統、睿心分數(RuiXin-FFR)、手術規劃等産品,建構一個前後連接配接的整體生态系統,提高其核心競争力。

另一方面,睿心醫療通過與臨床專家的深度交流,了解到目前的血管介入手術仍存在許多痛點。

第一,醫生需要身穿8-20公斤重的防輻射鉛衣,在X射線下操作血管介入手術。厚重的鉛衣、長時間的站立與高強度的工作,無疑會影響醫生的注意力與精力,加劇術者的疲勞。從長遠來看,還會增加術者脊柱病、白内障等職業病的風險。

第二,目前的血管介入手術仍不夠精準。人手在操作導絲、導管時會出現抖動、位移等現象。同時,受醫學影像、醫生的臨床經驗等因素影響,手術中還會出現治療器械與病變部位錯位、不完全比對的情況。

第三,血管介入手術有較長的學習曲線,臨床醫生需要較長的教育訓練周期才能開展相關手術,且醫生群體的手術經驗、手術水準參差不齊。

不隻是血管介入手術,在其他手術中也存在上述痛點。達芬奇手術機器人為行業打造了解決方案标杆。手術機器人不僅是解決目前心血管介入臨床痛點的有效解決方案,還是醫療行業的藍海。

基于上述企業發展邏輯與醫療行業發展邏輯,睿心醫療布局血管介入手術機器人可以說是一種必然。

依托核心技術,

解決血管介入手術痛點

據介紹,睿心醫療血管介入手術機器人的應用場景主要包括在心血管介入手術、外周介入手術及神經介入手術中,執行包含心髒支架手術、冠狀動脈球囊血管成形術、血栓清除術、動脈瘤介入栓塞術等多種術式。

目前,心血管介入手術年手術量已超百萬例,并仍然保持高速增長,研究表明2030年中國的PCI手術量将達到250萬到300萬例。外周介入手術及神經介入手術也在相關企業的推廣下,滲透率加速提升,尤其是中國的神經介入手術,近年來保持着30%的速度增長,給醫院的導管室帶來越來越大的壓力和挑戰。

迅猛增長的血管介入手術量為手術機器人解決目前急需解決的臨床痛點提供了契機。

對于輻射及超重防輻射服問題, 睿心醫療設計了完全自主産權的主從式結構。與傳統手術不同,術者無需站在手術台旁,而是在手術室外操作主端,控制手術台旁的從端執行手術,進而避免了輻射等問題。通過主端的控制杆,醫生能夠操控導引導絲、球囊/支架導管和導引導管三種器械。從端是模仿人手設計的精密機械結構,能夠如人手一般靈活地完成多種動作。

睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

“通過血管介入手術機器人,醫生能夠完成一台完整的血管介入手術,包括導引導絲的推進和旋轉、導引導管的調整、球囊的擴張、支架的放置等一系列操作。”

睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

從主端支架的控制

臨床醫生操作手術講究“手感”。導管導絲等器械在正常血管段與病變處的受力不同,有經驗的術者往往能夠根據精确的力回報順利完成手術。是以,血管介入手術機器人也需要精确的力回報系統。

睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

從端球囊的釋放

對此,睿心醫療與中國科學院深圳先進技術研究院達成合作,研發“雙向力回報技術”。通過雙向力回報技術,操控主端的醫生将通過從端機械臂的測力裝置感覺導絲等器械的受力情況,提升操作手感,并更精準地操控血管介入手術機器人。

除了雙向力回報技術,睿心醫療還基于先進的圖像算法,研發手術實時導航技術,進而為醫生提供視覺回報。力回報+視覺回報,将成為高效手術的利器。

睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

主端導絲的控制

對于手術精準性問題,相比人手操作,血管介入手術機器人本身就是“精準”的代名詞。例如,将導絲前移1mm,人手隻能憑借術者的經驗,血管介入手術機器人則可以精确前移1mm。同時,血管介入手術機器人不會存在手抖、震顫等情況,避免了導絲等器械由于抖動、位移引發的刺破血管等問題。

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從主端控制支架導管

對于學習曲線較長問題,睿心醫療憑借其在智能算法及醫學影像上的優勢,将“形态學+功能學”的智能診斷、術前手術規劃、術中實時影像導航對照等智能化功能與血管介入手術機器人結合,幫助醫生尋找病變位置,計算支架等治療器械的實時位置,輔助導絲、導管等器械的推進,進而大幅縮短教育訓練周期。

事實上,這一政策與市場上血管介入手術機器人有根本性的差別。手術的實施很重要,手術的決策更重要。高明的術者不僅僅是有靈活的手,更有精準讀圖的眼睛和經驗豐富的大腦。目前,在研的大多數血管介入手術機器人雖然均能夠幫助術者提升“手”的能力,對于術者的“眼”和“腦”卻幫助有限。

而這一點,正是睿心的優勢所在。作為一家以人工智能算法起家,并研發了完整的診療一體化産品矩陣的公司,睿心醫療将睿心分數(RuiXin-FFR)、睿心冠脈智能後處理平台、三維導航等智能影像軟體應用于血管介入手術機器人,幫助醫生提高“眼”的能力;将手術規劃、 造影FFR、模拟支架置入方案、斑塊風險評估系統等智能算法應用于血管介入手術機器人,幫助醫生提高“腦”的能力。

如此一來,睿心醫療将其原有的人工智能及醫學影像技術底蘊結合血管介入手術機器人,從眼、腦、手三方面輔助醫生,幫助醫生更精準高效的完成複雜手術。

另外,當血管介入手術機器人量産并規模化應用後,其将憑借遠端手術技術助力醫療資源下沉。以往,有嚴格救治時間窗限制的患者曾因為基層醫療機構缺乏足夠的醫療資源而錯過最佳治療時間。如今,在基層醫療機構裝機血管介入手術機器人後,遠在千裡的頂級專家能夠通過血管介入手術機器人為在基層醫院就診的患者開展手術,實作及時救治。

三大優勢,

快速推進血管介入機器人

據介紹,睿心醫療的血管介入手術機器人自2020年8月立項以來,發展極為迅速:從産品立項到完成技術驗證,僅用時11個月;從實驗室動物實驗到完成産品封裝,僅用時6個月;從産品封裝到完成臨床注冊動物實驗,僅用時2個月。

睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

睿心醫療血管介入機器人裡程碑事件

睿心醫療為何能如此迅速的推進血管介入手術機器人?

首先,睿心醫療核心團隊具有研發手術機器人的基因, 三位創始人從很早便與機械和醫療結緣。例如,CEO鄭淩霄博士畢業于約翰霍普金斯機械系,在生物仿真研究方面擁有10餘年經驗;首席科學家蘭宏志是清華機械系的本碩,曾在斯坦福大學心血管仿真實驗室擔任研究員,并在生物力學領域擁有深厚的底蘊;CTO馬駿博士曾在達芬奇手術機器人公司作為核心人員研發肺癌活檢機器人,并在機器學習、影像引導手術、機器人智能控制等技術方面擁有豐富經驗。

其次,睿心醫療擁有一支強大的跨學科研發團隊,覆寫生物仿真、智能算法、機械電子等諸多領域。同時,其團隊不僅是各自領域的高手,還擁有共同的價值觀,衆人合力能夠發揮出1+1>2的效果。

馬駿博士補充道:“我們常常調試機器到半夜,甚至周末也不休息,持續不斷疊代和優化血管介入手術機器人的精準性和安全性。”

最後,睿心醫療與衆多科研機構、臨床專家開展了廣泛而深入的合作。例如,睿心醫療與中國科學院深圳先進技術研究院、中國心血管醫生創新俱樂部(CCI)等機構合作,加速技術創新;與北京、上海和廣東等地區的頂尖醫學專家深度交流,優化血管介入手術機器人的應用。

受益于上述三方面原因,睿心醫療不僅迅速推進血管介入手術機器人項目,還確定了該産品的安全性及使用體驗,為未來的市場推廣打下了堅實基礎。

瞄準規模化量産問題,

拓展機器人廣度及深度

如今,手術機器人行業存在一大痛點:配備的專用一次性手術盒結構複雜、造價昂貴,難以大規模應用。據介紹,一次性手術盒相當于為手術機器人“戴手套”,完成一台手術後,換一副手套(一次性手術盒)即可開展下一台手術。若缺乏一次性手術盒,則可能引發交叉感染等嚴重問題。是以,一次性手術盒是決定手術機器人能否在真實臨床場景中廣泛應用的核心技術。

對此,睿心醫療研發了一種安全、簡潔、高效的一次性手術盒。睿心醫療CTO馬駿博士表示:“截至目前,睿心醫療已全面掌握了此種一次性手術盒的生産工藝,能夠實作規模化量産。”

睿心醫療血管介入手術機器人完成臨床注冊動物實驗,穩步邁向臨床

睿心醫療血管介入手術機器人臨床注冊動物實驗

馬駿博士最後告訴動脈網:“睿心醫療還計劃從深度與廣度兩個次元布局血管介入手術機器人。”

在深度上,睿心醫療計劃進一步完善“術前規劃、實時導航、精準手術”閉環,提升其智能算法與血管介入手術機器人結合應用的流暢度。

在廣度上,睿心醫療計劃研發不同應用場景的手術機器人,拓寬适應症,讓越來越多患者的健康受益。

*封面圖檔來源:123rf

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