机器人在医疗应用上的现状和发展前景

gwuj

　　机器人是在解决人类社会生产力问题

　　最近两年关于机器人的讨论非常热烈，其中一个比较激烈的观点是人工智能或者机器人是人类在自掘坟墓，这方面，霍金多次强调了类似的观点。不过，我们研发机器人的目的是什么？我们希望机器人能够聪明一点，灵巧一点，安全一点，归底结底是希望机器人能够弥补人类或者个人在某些领域的不足，帮助人类在某些不方便到达的区域工作，放大在未来 10年、20年，甚至30年、50年以后，机器人其实是在解决人类社会生产力问题。

　　人工智能的标志不是知识而是想象力

　　某些时候，大家会纠结一个问题，什么是智能机器人，到底什么是智能？其实在28年前，笔者在学医的时候，就一直在思考这个问题，在医学院最后实习的半年，在精神病总院待了半年，有人说人类区别于动物，或者人类智慧的特点是语言，当你观察精神病人会发现精神病人经常滔滔不绝，但通常缺乏逻辑性。智能的东西不管是学习还是深度学习，能不能有逻辑性。包括最近《Science》发表的一篇文章提到，机器人可以通过视觉学习识别和定位菠萝，但是如果你在菠萝中再加入一些其他事物，比如菠萝饭，酸奶中放入菠萝，面包中夹片菠萝，人工智能能分辨认识总结吗？但如果你问五岁的小孩这几样东西有什么共同的地方，他会强调都有菠萝或者菠萝味。因此智能的标志不是知识，而是想象力。

　　关于医用机器人、Robot和Humanoid

　　关于医用机器人，很多时候会涉及到一个问题，到底是医疗还是医用。医疗是非常严格的一个科学过程或者实践过程，医用有的时候要求则可以稍微低一点，所以把医用定义为必须实用，必须可用，而且可负担。比如英国有一个护理机器人，27万英镑，那还不如雇个人更实惠。

　　关于Robot和Humanoid，Robot是一个智能机器或者装置，在自控程序下执行工作， Humanoid是人形机器，似有双眼，可直立行走。目前日本，包括国内有许多企业和研发机构在做这方面的研究。

　　关于智能机器人领域

　　整个智能机器人的研发和产业领域，归纳为四个方面：工业及制造业、教育与娱乐业、医疗与大健康产业、军事与航空航天工业。医疗与大健康领域机器人是融合了当代前沿科技和成熟产品，包括人工智能、计算机模拟、传感器、移动通讯和互联网+等，是引领21世纪医疗、养老与康复等产业前景最前沿的技术和产品。

　　关于医用机器人与医生的关系

　　智能医用机器人不是为了取代医生，更不是为了颠覆医疗，而是为了补充医疗和健康专业人员的短缺，最终目的是为了提高医疗服务质量。

　　关于医用机器人的分类

　　归纳为五类，分别是：

　　1）远程医疗机器人；

　　2）护理及康复机器人；

　　3）智能假肢及“器官”机器人；

　　4）微创外科手术机器人；

　　5）特种功能的微型机器人，也称为软体机器人（Soft Robots）；

　　从投资的角度，就规模和市场而言，前两者要远远大于后三者。

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　　关于远程医疗机器人

　　远程医疗机器人，认为应具有以下的特点：

　　第一、可移动、简易操作、功能专业化；

　　第二、可以实现远程医疗服务，具有可用性、实用性、可负担；

　　第三、大家比较忽视的一点——智能化，包括远程遥控，可以兼容各种APP，可以学习反馈，云存储。

　　从端而言，就是从PC端到手机端再到智能机器人终端的转移，最早的时候，我们都是通过计算机网络来进行远程医疗，但有个问题，就是你不能离开他，没有办法持续进行个性化的健康咨询，无法实现医患的“实景”交流。智能手机出现后，我们可以通过智能手机来进行问诊，但是手机并不是仅仅用来诊疗的，而且存储能力也有限，还存在其他不足。于是我们希望有独立终端来进行类似的操作，于是有了远程医疗机器人，并且部分研发人员希望加入测血压、血糖、血氧的功能，实际上很多东西都可以加上，但是有没有必要，做之前得想清楚，比如汽车，一定是有它的特色，但是不是所有的汽车都要把所有的东西全放进去。

　　举个例子，目前，上文展示这种远程医疗机器人在国外、北京、上海已经开始实践，其解决了医生现实中遇到的一些实际问题，比如可以协助医护人员进行远程交流，帮助医生实现患者的个性化咨询，解决医生和患者的“实景”交流问题。

　　这是上海社区的一个案例。老病号糖尿病血脂高了，怎么办，药怎么改，常规手段是患者转诊上去到上面看内分泌科的专科医生，但是真正转上去以后，上面的主任说这种病你转上来干吗，我告诉你怎么回事，把药换了就行。所以这就是一个远程咨询，首先上面的主任跟患者进行交流，什么情况，以后要注意什么，然后跟全科医生讲，该用什么药，三方5分钟之内就可以把问题解决。这一方面实现了社区医生的学习，另一方面也省去了患者转诊带来的诸多不便，如果这种方式可以推而广之，全国实现，可以节省三甲医院大量的医疗资源。

　　再举一个例子，比如康复护理机器人中有一类叫外骨骼可穿戴机器人。中国每年有300万人中风，这时候遇到一个问题，如果要到医院去做康复理疗，每个人至少要带一个家属，但通过这样的外骨骼可穿戴机器人，就可以实现自理，对于残疾人而言，依然适用。

　　再比如护理机器人，可能有人会想到陪老年人聊天、情感看护、喂饭等，但其实目前一些护理机器人功能很单一，但却很好的解决了实际问题，比如病人移动、老年人起夜去洗手间等。日本松下曾做过一个市场调研，未来五年，该类型的机器人市场规模将会扩大十倍。

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　　关于达芬奇手术机器人

　　目前，达芬奇手术机器人已经发展到了第四代，被认为是最成功的典范，相比第三代，第四代达芬奇手术机器人除了操作软件等方面进行了改进，安全性也更好。国内也有很多企业准备进行这块的研发。但不需要做，或者说是过时的，因为第六代、第七代机器人不是这样的，具体原因如下：

　　第一、达芬奇手术机器人功能太多，可以满足妇产科、泌尿外科、普外科等多个科室的手术，但如果一个医院只购置一台，那么到底哪个科室先用，谁用，可能就会出现很多问题。

　　第二、因为功能太多，相应的造价就很贵。目前国内大概是2000多万人民币，美国大概是200万美元左右，还有维持费，17万美元，大概100万人民币/年。

　　第三、达芬奇公司可以通过其手术机器人和3D模拟机不断获得最新医生的操作数据和问题，并实现改进，作为后来者很难跟上其研发的脚步。

　　这就提示我们首先要解决差异性。我认为微创手术的差异性是专科化、专项化，甚至专手术。骨科做什么，神经外科做什么，普外科、妇产科以及泌尿外科做什么，所有都可以单独做，可以单独设置一个专门的手术中心来解决相应的问题。将来的趋势，真正微创外科手术机器人应该是分拆式的，而不是结合在一起，因为原理是相同，都是建立在一个平台上的，只需要满足单独的功能即可，这样手术机器人的价格就也可以降下来，病人的看病成本也可以降下来。

　　未来的微创手术机器人应该是功能分明，突出细分化应用，按照手术流程可大到机体外科手术、小到简单伤口缝合，将突破达芬奇机器人垄断的局面，包括蛇形单臂机器人、手术定位和导航机器人、直到更强大的人工智能DIY医用机器人平台和智能化OR系统。

　　关于3D模拟机

　　对于医生而言，微创手术机器人最大的问题是学习和掌握熟练的操作，这就必不可少的需要进行3D模拟训练，正如飞行员在真正上飞机之前要进行模拟飞行训练。

　　3D模拟机应可以实现老师手术录制的转化，当老师做完一台手术后，其录制视频可以通过转化成为3D模拟机的一个课件，教程，学生可以通过比对模拟来实现有针对性的指导和提高。同时通过模拟机，我们可以收集医生在实践中可能犯的错误，从而实现改进。

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　　关于特种功能微型机器人　　

　　一个方向是诊断机器人，比如做直肠活检，目前的方法夹子夹在上面是很不舒服的，但通过微型机器人却可以减轻或取代这样的痛苦。

　　医用机器人发展的障碍

　　有些人认为机器人发展的障碍是传感器问题，智能问题，以下两个问题如果无法解决，机器人产业也无法发展起来。

　　第一是无线通讯技术，目前我们用的是WiFi，其传输速度和稳定性无法解决医疗过程中的实际需求，一种方案是借助照明光源打造LiFi，只要有灯光就可以，网络上传下载速度可以达到1GB/秒，这应该有可能弥补和解决机器人的动力源和网络问题。

　　第二个技术是全谱相机，机器人可以借助它实现可见光、红外线到紫外线全光谱视觉的覆盖。

　　3米之外即远程　　

　　去年西非埃博拉，家属不幸被传染，小孩被医疗隔离，通过远程医疗机器人可以减少医护人员被感染和死亡的风险。再比如，今年在北京传染病医院的观察室也使用了这样的机器人。

　　远程医疗机器人的定位

　　作为传统医疗模式的补充，远程医疗模式已进入了疾病的整体临床诊疗流程。根据美国远程医疗协会(ATA)最新公布的年度报告统计，美国医疗保险机构已经从去年支付1千万人次使用量增加到1千5百万次使用量(远程医疗服务)。我国现行的医院内远程医疗模式，如大屏幕会诊远程医疗中心等，从其实际应用效果上仍然无法突破其”固定”模式而发挥其优势。
　　经过半年来尝试应用“卫护”机器人辅助远程医疗实践，我们初步明确了其精准“功能定位”和潜在优势。本文通过图示简要地讲解了从疾病临床诊断过程到提高诊疗质量和慢病管理的远程医疗机器人的功能定位。

　　远程医疗会诊服务：现行医院采用的会议室大屏幕方式
　　在复杂疾病的临床诊断过程中能够提供专家会诊平台作用，以及部分远程医疗咨询服务功能等。但由于时间、空间和可移动性等凸现问题。医生和患者无法自由“可移动地”参与会诊；无法实现“个性化”优质医疗咨询服务。

　　远程医疗必须具备”可移动”功能，方可显著提高其应用和互补优势。
　　应用“卫护”机器人：辅助远程医疗和疾病的临床诊断过程
　　远程医疗模式得到了充分发挥：包括个性化交流、可移动双向视频远程交流等。最关键的是调动了医疗资源满足远程患者看病就医的需求。明确了应用”刚性需求“和专科/专项领域，例如：
　　1)社区卫生服务中心远程会诊和双向转诊
　　2)传染病专科医院和结核病专科防治所/医院配合患者居家治疗
　　3)孕妇居家健康监测和产后母婴康复随访
　　4)帕金森症患者居家疾病监测和随访
　　5)术后患者居家随访和咨询服务
　　6)自闭症儿童和脑瘫患儿居家医护康复指导

　　相对于传统医疗实践或以医院为中心的疾病诊疗过程，远程医疗模式正在逐渐整合现代远程通讯技术和方法，脱颖而出向着形成二十一世纪“远程医疗学”全面学科领域发展。

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谢谢分享！！！

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lin2009

学习了，谢谢。