「睿心医疗」发布AI+血管介入机器人,达芬奇前高管预判新风口

海若镜·2022-01-13 08:20
双向力反馈、实时导航等技术引人关注。

近日,「睿心医疗」发布了软硬件结合的血管介入机器人,这款手术机器人与深圳先进院合作研发,目前已完成样机。2021年4月,睿心医疗的CT-FFR产品“睿心分数(RuiXin-FFR)”获批三类医疗器械注册证,8月公司获数亿元C轮融资,当前睿心分数已进入约600家医院。

此前,睿心医疗的产品功能集中于心血管疾病的术前诊断、手术规划;CT-FFR是通过AI结合流体力学计算,测算冠脉的血流储备分数,以无创的方式评估冠心病患者的冠脉供血功能。在发布血管介入机器人之际,睿心CTO马骏博士接受了36氪的采访。

马骏曾在西门子、GE、直觉外科(达芬奇手术机器人公司)担任高管,并作为核心人员研发了达芬奇Ion(肺癌活检机器人)。2017年马骏归国,与睿心医疗CEO郑凌霄、首席科学家兰宏志联合创业,三位创始人具备医学影像、AI、机械力学和生物仿真相关专业背景。

血管介入机器人可能解决的临床痛点

血管介入手术机器人的应用场景,主要有三个:冠脉PCI手术、神经介入手术、外周血管介入手术。对于睿心医疗而言,因为有CT-FFR检测的基础,手术机器人与冠脉PCI手术结合可行性更强。

中国是冠心病大国,2019年中国内地完成了102万例PCI,2021年随着冠脉支架集采的推进,PCI手术也进一步放量。

“我们访谈过很多医生,既有资深的院士、学部委员、也有年轻的新锐,了解到当前血管介入手术的痛点还有很多。”马骏告诉36氪,首先,血管介入手术仍不够精准和安全,比如人手在操作导丝、导管时,会出现抖动、位移、过转等;对于多支病变、弥漫性病变等复杂情况,手术难度大、耗时久。

再者,介入手术需要同时做X光造影,产生的射线辐射会对医生身体产生损伤。为减少射线辐射,医生在术中需要穿着重达二三十斤的铅衣,数台手术长时间站立下来,很容易产生疲惫感,不利于保持专注。

通过血管介入机器人的辅助,医生可以在导管室外操控主端,免于辐射,且能够聚焦在手术的核心环节。另外,对于中国广阔的基层医疗服务体系而言,手术机器人能够在缩短医生学习曲线的同时,帮助年轻医生的手术发挥更为稳定,降低不同年资医生间的手术效果方差。

在临床使用中,应该从哪些维度去衡量血管介入机器人的性能?对此,马骏归纳为三点:精准性、灵活性、智能化。

精准性,体现在机器人对导丝、导管操控的精微程度,比如Corindus公司的Corpath机器人,可以操作导丝每次递进的位置精度在1毫米。

灵活性,是指能否在递进的同时旋转,能否可实现多器械协同等,能否可以让机器人的操作像人手一样游刃有余。

智能化,则可以参照汽车的自动驾驶,如果手术机器人整合术前的手术方案,在术中AI和影像导航的支持下,智能地推进、旋转和放置支架,将有效赋能医生。

睿心血管介入机器人是怎么做的

讲述睿心血管介入机器人前,马骏以临床上应用成熟的达芬奇Ion手术机器人作为类比,讲解过程中会涉及到的核心技术。Davinci Ion是一个软管型机器人,从人的口腔进入,经由肺气管、进入肺结节,再进行穿刺,穿刺后再进行术后分析。

“Davinci Ion的成功,是因为从术前手术规划到术中影像导航,从AI算法到手术机器人的硬件,形成了一个完整闭环,去解决临床的痛点。”

在马骏看来,与达芬奇Ion相似,血管介入手术机器人是软硬件结合的系统工程,“不仅需要有机器人的硬件,还需要算法、软件的支持,只有把机器人和精准诊断、手术规划、实时导航、人工智能紧密结合,才能真正实现‘超越人手’的目标。

从机械设计来看,睿心血管介入机器人的总体架构是主从控制方式。具体理解,主端是医生操作端,医生可在手术室外操作推杆、遥杆开关控制从端机构动作;从端机构夹持器械实现推进、回撤和旋转。

主从同构的设计之下,机械臂的推进、旋转可模仿人手,优化医生的学习曲线,“从端有夹紧机构,有旋转传送,可以同时推进、旋转,有轴向的测力机构,可以感知受力,从而传给主端。”

从端机械臂感知导丝受力、并回传到主端的医生处,被称为“力反馈”,这一点在手术机器人的使用中非常重要。因为在冠脉PCI等诸多手术中,导丝导管如何推送、推送到哪一位置、在分支和病变处受力有何变化,医生的“手感”非常重要,精准的力反馈能够让医生更好地驾驭手术机器人。当然,这也是技术上仍需突破的难点。

这一方面,睿心医疗正与深圳先进院合作研发“双向力反馈”技术,有望实现突破。

除了力反馈外,手术机器人的“导航系统”就像人的“眼睛”,实时导航也是现阶段业内普遍关注的技术。马骏表示,机器人实现实时导航,需要精密的力反馈机械结构,及先进的图像算法,这也是睿心正在研发的课题。

接下来睿心希望发挥在AI、图像算法的能力,把术前手术规划、术中实时影像导航对照,引导DSA(数字减影血管造影)到正确的位置和角度,提示病变位置,并计算支架或球囊的实时位置、与规划位置的距离,辅助导丝和机械的推进。

血管介入机器人的商业化

2019年,西门子以11亿美元现金收购介入机器人公司Corindus;2020年10月,微创医疗机器人与法国Robocath签署协议,成立合资公司,合作生产血管介入机器人R-one;国内唯迈、奥朋等也正加入这一研发行列。“血管介入机器人已经成为手术机器人的一个新增长,是一个巨大的趋势,”马骏表示。

据了解,Corindus的CorPath是当前商业化颇为成熟的血管介入机器人。CorPath GRX机器人系统售价为65万美元;在欧美市场上,一次性手术盒售价约670美元(4000元人民币左右)。马骏表示未来睿心血管介入机器人的定价会在深度调研基础上,结合中国市场的具体情况而定。

另外,血管介入机器人涉及到的生物材料、微器件、耗材等,如何研发匹配的零部件、并控制成本也是企业必须面对的问题。

对此马骏表示,睿心在进行产品设计时,已考虑到技术和材料“卡脖子”及性价比的问题。因此,“我们现在所用的所有核心零部件,机械设计、电机选型、以及耗材的加工都是国产的。身处深圳这一全球智能制造中心,几乎所有要用的材料、部件、耗材等都可以在方圆100公里内找到合作伙伴。

目前全球范围内,血管介入机器人市场主要集中在北美、欧洲等地;由于这类产品刚刚开始推广,美国血管介入领域的机器人手术渗透率仅为0.5%左右,市场具备充分的拓展空间。

面对国内外的竞争,马骏认为,较之于腔镜手术机器人等,在血管介入机器人方面,中国与国际一流水平相比,差距并没有那么大;睿心的诊断、治疗一体化优势,也能够帮助公司在这一细分领域站稳跟脚。

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