此前,瑞信醫療的產品功能側重於心血管疾病的術前診斷和手術規劃;CT-FFR是壹種通過AI結合流體力學計算評價冠心病患者冠狀動脈供血功能的無創性方法。瑞信CTO馬軍博士在血管介入機器人發布時接受了36Kr的采訪。
馬軍曾在西門子、GE、直覺外科(達芬奇手術機器人公司)擔任高管,研發達芬奇Ion(肺癌活檢機器人)為核心人員。馬軍2017回國,與瑞信醫療CEO鄭、首席科學家藍鴻誌共同創業。三位創始人都有醫學影像、AI、機械力學、生物仿真等專業背景。
血管介入手術機器人的應用場景主要有三種:冠狀動脈介入手術、神經介入手術和外周血管介入手術。對於瑞信醫療來說,因為有CT-FFR檢測的基礎,所以將手術機器人與冠狀動脈PCI結合起來更可行。
中國是冠心病大國。2019年,中國完成了102萬例PCI。2021隨著冠狀動脈支架集中采集的推廣,PCI手術數量進壹步增加。
“我們采訪了很多醫生,包括資深院士、教職工和年輕新銳,了解到血管介入手術還存在很多痛點。”馬軍告訴36Kr,首先,血管介入手術還是不夠準確和安全。比如人在操作導絲、導管時,會有抖動、移位、過度旋轉等現象。對於多血管病變、彌漫性病變等復雜病例,手術難度大,耗時長。
再者,介入手術需要同時進行X線攝片,產生的輻射會對醫生的身體造成傷害。為了減少輻射,醫生在手術過程中需要穿上20到30公斤重的鉛衣,幾次手術長時間站立,容易產生疲勞,不利於保持註意力集中。
在血管介入機器人的幫助下,醫生可以在導管外控制主終端,不受輻射,可以專註於手術的核心環節。此外,對於中國龐大的基層醫療服務體系來說,手術機器人可以縮短醫生的學習曲線,幫助年輕醫生更穩定地進行手術,減少不同資歷醫生之間手術效果的方差。
在臨床使用中,應該用哪些維度來衡量血管介入機器人的性能?對此,馬軍總結了三點:精準、靈活、智能。
準確性體現在機器人對導絲和導管操縱的精細程度上。比如Corindus公司的Corpath機器人,每次可以操作位置精度為1mm的導絲。
靈活性是指能否邊前進邊旋轉,能否實現多器械配合等。,以及能否讓機器人像人手壹樣輕松操作。
智能化,可以參考汽車的自動駕駛。如果手術機器人整合術前手術方案,在術中AI和圖像導航的支持下,智能推送、旋轉和放置支架,將有效賦能醫生。
在講睿的心血管介入機器人之前,馬軍用成熟的達芬奇離子手術機器人做類比,講解了過程中涉及的核心技術。達芬奇是壹個軟管機器人,從人的口腔進入,經過肺部氣管,進入肺結節,然後進行穿刺,然後進行術後分析。
“達芬奇的成功,是因為從術前手術規劃到術中影像導航,從AI算法到手術機器人硬件,形成了完整的閉環,解決了臨床痛點。”
在馬軍看來,類似於達芬奇的Ion,血管介入手術機器人是壹個軟硬件結合的系統工程。“它不僅需要機器人的硬件,還需要算法和軟件的支持。只有將機器人與精確診斷、手術規劃、實時導航和人工智能緊密結合,才能真正實現‘超越人手’的目標。”
從機械設計上看,睿心血管介入機器人整體架構為主從控制模式。具體來說,主端是醫生的操作端,醫生可以在手術室外操作推桿和遙控杠桿開關,控制從動機構的動作;該裝置從末端機構夾緊,實現推進、回縮和旋轉。
在主從同構的設計下,機械臂的推進和旋轉可以模仿人手,優化醫生的學習曲線。“從端有壹個夾緊機構,壹個可以同時前進和旋轉的旋轉傳動裝置,還有壹個軸向力測量機構,可以感知力並傳遞給主端。”
從端的機械臂感知導絲上的力,並反饋給主端的醫生,這被稱為“力反饋”,在手術機器人的使用中非常重要。因為在冠狀動脈PCI等很多手術中,醫生的“感覺”非常重要,準確的力反饋可以讓醫生更好地控制手術機器人。當然,這也是壹個仍然需要突破的技術難點。
在這方面,瑞信醫療正在與深圳先進院合作研發“雙向力反饋”技術,有望實現突破。
接下來,瑞信希望發揮在AI和圖像算法方面的能力,通過術前手術規劃與術中實時圖像導航的對比,引導DSA(數字減影血管造影)到達正確的位置和角度,提示病變位置,並計算支架或球囊的實時位置以及與規劃位置的距離,輔助導絲和機械的推進。
2019,西門子收購科林杜斯;介入機器人公司,現金11億美元;5438年6月+2020年10月,微創醫療機器人與法國Robocath簽署協議,成立合資公司,共同生產血管介入機器人R-One;國內的維邁、奧鵬也在加入研發行列。“血管介入機器人已經成為手術機器人的壹個新的增長點和壹個巨大的趨勢,”馬軍說。
據了解,Corindus的CorPath是壹款成熟的血管介入機器人。CorPath GRX機器人系統售價65萬美元;在歐美市場,壹次性手術盒售價約670美元(約合人民幣4000元)。馬軍表示,未來瑞心血管介入機器人的定價將基於深入的調研,並結合中國市場的具體情況。
此外,血管介入機器人所涉及的生物材料、微器件、耗材等,如何開發配套零部件,控制成本,也是企業必須面對的問題。
對此,馬軍表示,銳新在設計產品時,已經考慮到了技術和材料“卡脖子”的問題,以及性價比的問題。所以“我們現在使用的所有核心部件,機械設計,電機選型,耗材加工都是國產的。位於全球智能制造中心深圳,幾乎所有要用的材料、零部件、耗材都能在方圓100公裏範圍內找到合作夥伴。”
目前,血管介入機器人的全球市場主要集中在北美、歐洲等地。因為這類產品剛剛開始普及,機器人手術在美國血管介入領域的普及率只有0.5%左右,市場有充分的拓展空間。
面對國內外的競爭,馬軍認為,與內窺鏡手術機器人相比,我國在血管介入機器人方面與國際壹流水平的差距並沒有那麽大;瑞信的診療壹體化優勢也能幫助公司在這壹細分領域站穩腳跟。