进军精准治疗，推想医疗首发AI手术机器人
近日，AI医疗行业领先的独角兽企业推想医疗宣布AI手术机器人“龙点睛®穿刺手术机器人” ﹡的研发实现了重大突破，入局精准治疗，向临床治疗领域深入迈进。
推想以经皮穿刺切入手术机器人赛道。在临床上，经皮射频消融手术常用于治疗心肺功能不佳、年龄较高或无法选择腔镜手术的患者，尤其是那些存在微小且多发病灶的患者。通过这种方式，医生无需开刀制作切口，只需在患者皮肤上留下一个小针眼便可执行手术，有效提升患者术后恢复速度，有利于高龄老人进行外科治疗。此外，该类手术还能够最大程度保护周围正常组织，真正实现“无痕”治疗。
经皮射频消融手术的安全性、准确性以及消融效果评估是目前胸外科、肿瘤微创科、放射介入科和呼吸科医生最关注的问题。一方面，病变组织位于人体内，“无痕”的创伤让医生“看不见、摸不着”，手术难度激增。另一方面，愈小的切口意味着患者手术体验和预后管理愈显著，这推动医生不断去寻去更好的手术导航方式及手术操作方式。
对于从事机器人研发的科技医疗企业而言，这样的矛盾既是机遇又是挑战。AI赋能下的机器人若能够解决经皮穿刺消融的技术痛点，将可能会催生一个价值百亿的市场。
路径创新，推想
加速AI手术机器人研发
简单来说，推想医疗切入手术机器人赛道的逻辑，是利用人工智能技术，融合磁、机、电、控、软、算等多学科，实现全自动组织病灶识别、手术自动路径规划和穿刺引导及消融规划评估，帮助医生准确定位病灶、提高穿刺准确度、减少患者手术创伤、缩短手术时间、降低术中和术后并发症的发生、减少术中CT扫描次数和辐射，从而辅助医生更准确、更快速的完成经皮穿刺下的早期癌症消融的手术操作。
以此为思路构建产品矩阵，推想将路径分列为三步。
● 人工智能算法积累：可应用于人体所有组织的人工智能算法，提供智慧的大脑
通常而言，医生通过检查诊断出病灶后，下一步便需构建手术方案推进治疗。但市面上普遍使用的导航系统基本上只能生成2D影像，在手术规划中的指导能力有限，无法准确定位病灶在人体中的确切位置，亦无法揭示病灶与组织器官的相对关系。因此，推想的第一步，便是借助AI，打造一个智能、实时、清晰、立体的术前规划系统。
由于拥有适用于多病种、多器官早期疾病辅助诊断的算法技术积累，推想医疗在打造智慧的手术辅助系统方面具备天然优势。以肺癌手术为例，可自动完成基于平扫数据的动脉和静脉全自动分割、病灶检出分析、手术切缘规划、三维重建展示等功能，使医生能够在术前精确地了解肿瘤与血管的走向及与支气管、静脉及动脉的关系。
这部分系统的价值主要在于提供精准的病灶信息以帮助医生更加直观地评估病情。立体、全面的数据支撑下，医生能够精确制定手术设计方案，使手术更加精准安全，有效降低手术的并发症及死亡率。
● AI导航机器人：多模融合、动态跟踪，推想打造手术机器人“操作系统”
过去数年，经皮穿刺手术技术已历经三次迭代——CT引导穿刺、光学导航穿刺、磁导航穿刺，初步解决术中导航定位的问题。然而，由于缺乏智能化的工具支持，术前准备时间过长，术中依然需要医生进行手动识别，因而依然存在重要结构或病灶看不准、找不到等关键问题。
区别于传统的术中导航系统，推想AI导航机器人“龙点睛®穿刺手术机器人”在磁导航引导的基础上加入了AI智能化技术支持。智能算法赋能下，推想能够实现全自动组织病灶识别和重建，进一步进行手术自动路径规划、穿刺引导及消融术后评估，从而有效地辅助医生更准确、更快速的完成经皮穿刺手术操作。
据了解，这一创新导航技术具备多项AI赋能的优势：
一、推想的AI算法，能够实现分钟级别完成对病灶的精确识别与诊断、三维图像自动分割以及自动配准等高级功能，能应变各种临床突发情况，为医生提供实时建议。
二、肝胆类肿瘤在术前通常需要MR检查，而在手术过程中使用CT导航。跨模态配准是传统导航系统的一大难题，推想医疗通过AI技术对术前MR进行变换，得到与术中CT精准匹配的结果，实现实时高精度的配准。
三、经皮穿刺手术导航常会因为患者呼吸导致组织偏移。据数据显示，肺结节平均位移大于10mm，这大大增加了医生进行精准穿刺的难度。从这痛点出发，推想开发了一套呼吸引导系统。该系统能够记录CT拍摄时刻患者屏气相位，实时分析呼吸状况，并找到最准确的穿刺时机，消除绝大部分由患者呼吸引起的干扰。
四、AI术后评估系统，能够自动配准术前术后影像，在手术结束后及时精准评估手术效果。
五、针型传感器，能够精准追踪手术针尖位置，避免手术针弯曲导致的导航精度较低或系统失效等情况，实现稳定的、毫米级定位，很大限度提高手术效率和安全性。
20221218推想AI手术机器人完成动物实验
目前，推想医疗的AI手术机器人已完成体模、动物实验和科研验证性实验。推想披露的实验结果显示，AI赋能手术机器人能大幅减少CT扫描次数，使穿刺手术时间减少70%以上；并控制精度在毫米级以内，提高穿刺成功率达到90%以上。
● AI手术机器人：微创“无痕”，机械智能重构精准治疗
领先的术前规划和术中导航系统已经能够解决现阶段经皮穿刺的绝大多数问题，推想仍选择推动研发，使AI无缝融合于硬件之中，打造完整的AI手术机器人。
对此，推想医疗创始人兼董事长陈宽表示：当前经皮穿刺手术主要依赖医生的手动操作，对医生的经验和技术有较高要求，在紧张和疲惫情况下医生可能会出现操作失误的情况。因此，一台符合临床需求、深度融合AI的手术机器人，不仅能够大幅提升手术精度和效率，还能降低手术操作门槛，帮助更多医生学习更为丰富的术式，纾解医疗资源稀缺的问题。
如今，推想医疗的研发团队已经完成机械臂自动控制技术的解锁，加之术前规划和术中导航系统的融合，推想AI手术机器人已在国内外市场中建起技术优势。
国产穿刺手术机器人
尚无商业进展，推想有望率先突破
近年来，火热的手术机器人赛道已经涌入大量企业，截至2023年6月30日，已有超过40款手术机器人产品获得审评审批，但绝大部分准入产品来自腔镜、骨科，竞争压力非常激烈。
相比之下，推想医疗选择的经皮穿刺赛道仍处于探索之中，国内获批上市的经皮穿刺手术机器人仅有Perfint Healthcare开发的RobioEX及MAXIO V2、Biobot 开发的Mona Lisa 前列腺穿刺活检机器人、真健康的穿刺手术导航定位系统等数款产品，国内产品市场份额相对较低。
因此，如果推想医疗等AI医疗企业能够给出更优质的手术引导操作方案，在保证有限切口的前提下给予医生更精准的导航、更便捷的手术操作工具，或有可能加速经皮穿刺手术机器人的准入，在细分领域的国产替代上实现弯道超车。
当然，推想医疗的能力并不局限于经皮穿刺赛道。毕竟，推想医疗的核心竞争优势AI技术具备良好的扩展性，完成经皮穿刺手术机器人的研发后，该企业能够通过技术迁移的方式迅速推进产品管线，逐步进入胸外科、肝胆外科、放射介入、肿瘤微创科等临床科室，不断扩大手术产品的应用范围，重构更多外科精准手术场景。
随着未来精准治疗的渗透率进一步提高，以及科技进步带来的更加精准、敏捷的手术机械臂，手术机器人将接触到更复杂的组织和器官，将拓展至更多临床领域及手术类型。
万亿手术机器人市场，
推想走向风口
回顾推想战略布局。医疗AI跨界手术机器人看似冒险，实则为AI拓展价值空间的必然趋势。
陈宽认为：“如果将影像相关的人工智能视为AI1.0时代，那么智慧赋能下的手术机器人便是全新的AI2.0。人工智能的价值体量与它在融入医学的深度成正向关系，手术朝着“无痕”、精准方向迈进，我们则能用智能的力量赋能这股趋势，推动精准治疗加速发展。”
此外，筹备手术机器人两年的推想选择此刻入局手术机器人市场，还将受益多重叠加的环境优势。
首先是市场潜力对这个领域的支撑。弗若斯特沙利文调研数据显示，全球手术机器人市场规模将由2020年的500亿美元增至2025年的1686亿美元，复合年增长率高达27.5%。拆分至具体地域，全球手术机器人前三大市场美国（55.1%)、欧洲（21.4%）和中国（5.1%），推想的业务布局均有涉及。
其次是临床认知的转变。近40年发展，越来越多的机器人技术被应用至医疗行业，大量医生不仅在临床之中广泛应用，亦通过医工结合的方式参与研发之中。
需要注意的是，这种参与并不局限于产品研发层面，不少医生也在推动手术机器人操作规范的制定、培训规范的制定。因此，手术机器人在术前规划方案、术中导航技术等场景的落地尤为迅速，智能化的手术机器人或将成为精准治疗时代的“标准配置”。
最后是宏观政策支持。自2015年开始，手术机器人便已获得国家宏微观政策的全面加持。包括《中国制造2025》、《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020）》、《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》、《医疗器械监督管理条例》、《“十四五”医疗装备产业发展规划》、《“机器人+”应用行动实施方案》等均在规范手术机器人产业发展，推动手术机器人研发、准入、商业化等全流程维度高速发展。
三重环境优势的叠加，为包括推想在内的诸多手术机器人企业构建了一个良好的竞争平台。众多企业的协同创新之下，精准手术时代正加速到来。
此外，无论AI企业还是手术机器人企业，推想医疗的跨界之旅还为手术机器人的研发找到了一种新的路径。至于该思路能够多大程度改变手术机器人的发展，值得我们期待。
*注
①尚未获批，以最终获批信息为准
②仅供医疗卫生专业人士参考
*封面图片来源：123rf
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