手术机器人“基石”，好用才是王道

Struggle

文章来源：MedRobot；编辑：仁馨

转载要求：首发24小时后可转载，需注明来源


手术机器人的出现，把外科手术的微创化和智能化推向新时代。
但如何让机器人手术惠及更多患者，是行业成长的关键。
近期，MedRobot发现腹腔镜手术机器人企业康诺思腾（Cornerstone）临床工作捷报频传，并从其发展路径中，看到康诺思腾追求安全、有效的设计理念和稳扎稳打的临床进展。


在提高普及率方面，康诺思腾做出的实践有：

• 细节设计方面，追求安全、高效、好用；
  
• 产品推广方面，侧重国际化发展，跟欧美机器人企业站在同一舞台上构建全球产品力；
  
• 产学研合作方面，跟顶级高校实验室和机器人经验丰富的医院密切合作，用扎实的学术研究构建长期发展的技术实力。
  

详细内容，请读者参阅我们近期三次会议上的记录。
1. 在第二十九届全国泌尿外科学术会议上（CUA2022），康诺思腾多学科临床试验PI、香港威尔斯亲王医院的吴志辉教授分享了康诺思腾手术机器人完成前十例根治性前列腺切除术的阶段性成果。


2. 在2022年国际微创外科大会西峰峰会上，康诺思腾多学科临床试验PI、香港威尔斯亲王医院的赵伟仁教授分享了康诺思腾手术机器人完成一例裂孔疝修补及胃底折叠术的临床经验。


3.在世界上最大的机器人技术国际会议（2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems）上，欧国威教授指导发表了题为《Design, Teleoperation Control and Experimental Validation of a Dexterous Robotic Flexible Endoscope for Laparoscopic Surgery》的论文，该论文介绍了一种新型可弯曲机器人内窥镜。
除此之外，欧国威教授在电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）旗下期刊Transactions on Biomedical Engineering上指导发表了题为《A Handheld Steerable Surgical Drill With a Novel Miniaturized Articulated Joint Module for Dexterous Confined-Space Bone Work》的论文，该论文介绍了一种手持可转向骨科磨钻。
在IEEE旗下期刊Transactions on Mechatronics上指导发表了题为《Hybrid-Structure Hand-Held Robotic Endoscope for Sinus Surgery With Enhanced Distal Dexterity》的论文，该论文介绍了一种用于鼻窦手术的手持机器人内窥镜。
欧国威教授是康诺思腾的创始人、香港中文大学机械与自动化工程学系教授，也是由香港中文大学牵头，与苏黎世联邦理工学院、伦敦帝国理工学院及约翰斯·霍普金斯大学合作建立的医疗机械人创新技术中心（Multi-scale Medical Robotics Center）的主任。
01
诸多设计细节，
临床评价指标不亚于达芬奇系统

在此次完成十例相同术式后的学术报告上，吴志辉教授主要拓展了两个方面的信息：


1) 康诺思腾手术机器人助手侧拖动机械臂与戳卡对接（Docking）、医生侧使用主手和脚踏板的过程录像。
从录像中看，助手可单手拖动机械臂，无论是对不动点位置进行调整还是绕不动点运动，拖动过程都比较灵活，无明显阻碍感。
从医生使用主手的录像看，康诺思腾的主手设计轻巧，推测其实际使用体验是比较接近达芬奇系统的。脚踏板的设计和布局简洁到位，和达芬奇系统无异。
综上，康诺思腾应该极为重视系统的可用性，助手侧和医生侧的人机交互体验可能是其优势所在。


2) 给出了康诺思腾手术机器人与达芬奇SP和达芬奇S在根治性前列腺切除术上的对照临床对比。总体可以看出，虽然康诺思腾的病例较达芬奇S相对简单，但其在手术时间、出血量、术后住院时间和留置尿管时间上的表现依然值得称赞。
随着各个国产腔镜手术机器人陆续公布自己与达芬奇系统的对照临床研究结果，这越来越像是一场考试，其他考生已经交卷，而康诺思腾的最终得分也值得期待（多学科临床试验尚未结束）。


可用性和临床评价是手术机器人的两个重要衡量标准。可用性影响了医护的使用体验，临床评价则取决于它给患者带来的收益。
吴志辉教授的评价很高，跟达芬奇“一毛一样”等原话，以及多次评价指出康诺思腾是一个“安全、可靠、有效”的系统，其使用体验和现有的达芬奇系统并无差异，不会给医生带来额外的心理负担。
得到这种评价着实非易，国产手术机器人成功的底层逻辑其实是在保障产品“安全、可靠、有效”的前提下，去提升手术机器人的可及性。康诺思腾能够抓住重点，提升产品的质量和性能，这是实现其产业基石愿景的第一步。

02
屡获医生赞誉，
多学科适应症提升产品竞争力

作为康诺思腾多学科临床试验中的普外科上消化道PI，赵伟仁教授使用康诺思腾手术机器人完成一例裂孔疝修补及胃底折叠术。患者术后恢复情况良好，术后住院时长仅2天，无术后并发症。

在手术过程中，赵伟仁教授评价康诺思腾“系统运行稳定，手术视野清晰立体，操作流畅，手术器械夹持力好，缝合打结灵活，能量器械效果满意”。
可以看出，无论是在泌尿外科还是普外科领域，康诺思腾皆获得了临床专家的积极评价。多学科发展更是腔镜手术机器人的核心竞争力，这使得它成为一个通用型手术机器人平台。

从以上两条临床进展来看，康诺思腾已有一个不错的开局。吴志辉教授和赵伟仁教授皆是机器人手术领域的权威专家，经历了手术机器人在亚太地区的发展和迭代。吴志辉教授是中大赛马会微创医疗技术培训中心的主任，赵伟仁教授则是上任主任，两人都具有丰富的国际手术机器人培训中心管理经验。他们的宝贵经验对康诺思腾来说是不小的助力。

03
从学术和技术底层持续创新，
驱动国产手术机器人长远发展


在2022年10月东京举行的智能机器人与系统国际会议上，康诺思腾创始人、香港中文大学教授、Multi-scale Medical Robotics Center Director 欧国威教授指导发表了一篇题为《Design, Teleoperation Control and Experimental Validation of a Dexterous Robotic Flexible Endoscope for Laparoscopic Surgery》的论文。
该论文介绍了一种新型可弯曲的机器人内窥镜。

现有多孔腔镜手术机器人内窥镜的镜体多为刚性结构，术中内窥镜末端位置的变化依赖体外机械臂的移动，同时运动所需的体内和体外空间较大，这增加了体内器械和体外机械臂的碰撞风险。且这种刚性内窥镜仅有固定的视向角（一般为0°或30°），当医生想要观察一些较难企及的位置时，往往需要提拉或推开组织，这增加了组织损伤的风险，且在肥胖患者身上更难实现。


新型柔性机器人内窥镜在镜体末端增加了一段可弯曲的机构，具有2个自由度（推测是俯仰和偏摆）。
这样做可以带来两个好处：
（1）内窥镜末端位置的变化不再单纯依赖体外机械臂的运动，运动所需的体内和体外空间更小（当内窥镜末端位置无需大幅度变化时，体外机械臂可保持静止，减少了牵拉体表切口的损伤，亦可简化机械臂不动点机构）；
（2）内窥镜末端在同一位置上的视向角变得可调节，有利于从不同角度观察目标，抵达刚性内窥镜难以企及的视野区域。
<span />
除了这个柔性机器人内窥镜，欧国威教授近期的研究还包括手持可转向骨科磨钻以及用于鼻窦手术的手持机器人内窥镜。研究成果分别发表在了国际权威期刊IEEE Transactions on Biomedical Engineering和IEEE/ASME Transactions on Mechatronics上。


其中，手持可转向骨科磨钻采用新型关节模块，不仅把钻头端部直径降低到了4.5mm，而且可实现±65°的大角度偏转。由这种更细、更灵活的可转向钻头和定制的紧凑驱动单元组成的手持骨科磨钻，单手握持十分轻便，能够在狭窄通道内移除目标组织，并将附带损伤降至最低。


手持机器人内窥镜是专为鼻窦手术设计的，它本质上是一个小型的内窥镜机器人，其内窥镜有点像达芬奇的手术器械，由镜体和器械盒组成，需安装在动力盒上（动力盒中的电机通过器械盒的传动轴和钢丝来驱动内窥镜末端关节的运动），控制端则是直接集成在器械盒上的操控手柄（相当于把主手直接装在了从端器械上），整个系统的运动学控制由外接的PC承担。

特别具有创新力的地方在于，内窥镜镜体末端有一个混合关节结构，由2DOF（俯仰、偏摆）的柔性蛇骨关节和2DOF（俯仰、偏摆）的刚性腕部关节串联组成。一定有人好奇，两种关节的自由度相同，为什么要重复设置？原因在于：柔性蛇骨关节相对较长，用于适应曲折的鼻腔通道，让内窥镜末端进入鼻窦口；而刚性腕部关节位于最远端，相对较短，用于在鼻窦腔内进行小直径转向观察（此时蛇骨关节受限于鼻腔通道的和鼻窦口，灵活性不如鼻窦腔内的微型腕关节，详见下图）。这两种关节一刚一柔，一长一短，各司其职，相得益彰，是基于对临床需求的细致观察而得出的创新设计，十分难得。

最后说说这种机器人内窥镜（或者小型内窥镜机器人）的操控方式，基于单手握持的人体工程学，操控摇杆位于手柄上大拇指放置的地方。摇杆集成了按压式按键，通过按压即可在操控柔性关节和操控刚性关节之间切换，推动摇杆即可直观地操控该关节的俯仰和偏摆。这种操控方式简单直观，唯一美中不足在于整个手持内窥镜设备的重量约2.3KG，且重心远离手持部位，长时间使用势必造成疲劳。好在设计者也考虑到了这点，所以这种内窥镜既可以单独手持使用，也可以安装在机械臂上进行重力补偿，从而减轻医生的负担，让其注意力集中在手术上。


以上创新技术所反映的其实都是一点：医疗器械的初衷即是解决临床痛点，减轻医生负担的同时提升其治疗能力，最终使患者受益。
<span />
回望过去，国产医疗设备是被诟病为缺乏创新的。虽然腔镜手术机器人已经走过了二十余年，但后面仍有很多个二十年，国产手术机器人能否有自己的技术创新能力，将决定行业长远发展的潜力。


根据媒体之前对欧国威教授的访谈，康诺思腾的目标不仅仅是中国市场，未来还将开展FDA和CE的注册申请，进入全球市场。要实现这一目标，康诺思腾的底气来源于背靠大湾区的生产供应链，同时可以协调香港的尖端临床资源，并拥有较强的自主研发和继续创新能力。

以上即是MedRobot对康诺思腾近期动态的观察，这家企业尚处于崭露头角的阶段，但表现出来的实力已不容小觑。期待更多优秀国产手术机器人公司的出现，能够推动手术机器人行业走向繁荣，造福更多患者！



来源：https://www.toutiao.com/article/7180********2587147
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！