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3D打印“量身打造”,骨骼手術機器人“妙手回春”

2019-09-18 09:13
科技新時代
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據陜西日報報道,能夠3分鐘采集患者脈搏、血壓、體溫、呼吸頻率等生命體征,精準檢測患者傷病,分級匹配科室,自動為患者掛號的智能導診機器人已經在上海一所醫院試運行。通過移動機器人,縱使相隔千里,醫療技術發達地區的專家長出了“順風耳”“千里眼”,仍然可以對偏遠地區的醫院進行遠程智能查房;可在3秒內,一鍵自動分割112個大腦子結構,并將數據量化形成報告的腦結構智能評估系統,在2019世界人工智能大會上推出。

“數字化技術+醫療”“AI+醫療”“智慧醫療”,近年來已成為普通大眾耳熟能詳的熱門詞匯。從最初由技術變革帶來的概念設想到個性化的設計方案,再到不同應用落地,人工智能等新技術在醫療健康領域的發展雖然仍然處于起步階段,但一些技術應用已經滲透到了我們的生活當中。這些技術是解決患者病痛的“良藥”,是提高醫院服務效率的智能系統,也是輔助醫生精準治療的“大腦”“眼睛”和“手”,甚至是醫療全流程革新的驅動力。

8月29日,2019世界人工智能大會召開,圍繞“AI+醫療”的構想、設計、產品、解決方案一一呈現,如果說這些理念和技術的普及還存在于未來的話,那么3D打印人體組織、手術機器人等技術已經在全國各地成熟應用。

個性化3D打印

讓植入假體更“貼身”

2018年,榆林一名42歲的患者李某出現左髖關節疼痛,下蹲或勞作時出現疼痛加重的癥狀,由于一直沒有進行針對性治療,導致病情加重,出現走路困難。該患者到空軍軍醫大學第一附屬醫院就診后,被確診為雙側股骨頭壞死,而且病變壞死區域較大。空軍軍醫大學第一附屬醫院骨腫瘤骨病科主任郭征教授團隊決定采用創新成果,為患者植入仿人體骨骼結構鈦合金股骨頭支撐棒。

手術前,根據患者股骨頭壞死區域的影像資料,空軍軍醫大學第一附屬醫院與兩家科技公司聯合,通過數字化的個性設計,利用3D打印技術,為患者“量身打造”了仿人體骨骼結構鈦合金股骨頭支撐棒。手術全程微創精準操作,僅用時30分鐘,節省了手術費用。手術當天,該患者髖關節疼痛癥狀明顯緩解,術后一周髖關節功能恢復良好。

這只是3D打印技術在醫療健康領域應用的一個案例,透過這個案例,我們可以看到3D打印與醫療技術深度結合后,可以給治療帶來的無限可能。

“就骨腫瘤的治療來說,首先需要切除腫瘤,然后用假體去置換切除部分。每個患者切除部分的形狀、大小都不一樣,但是市場上供應的假體都是標準化的,難以滿足不同患者的需求。而3D打印技術卻可以根據患者的個體情況,實現個性化定制。”郭征教授介紹說,“目前,雖然個性化3D打印硬組織技術已經比較成熟了,但是像這類植入人體的定制產品,我國還未正式出臺相關審評標準,所以3D打印技術的優勢還未完全發揮出來。”

據了解,現階段我國進行的有關個性化3D打印假體的手術都屬于臨床試驗。郭征教授已經帶領團隊完成世界首例3D打印鎖骨和肩胛骨鈦合金假體植入、世界首例3D打印仿生多孔支撐棒治療股骨頭壞死等創新技術,開創了3D打印個性化假體臨床應用的先河。

手術機器人

開啟外科手術新方向

2012年12月,空軍軍醫大學第一附屬醫院引進了西北第一臺手術機器人。3年后,這臺手術機器人給22歲的女孩楊華(化名)的生活帶來了翻天覆地的變化。

2015年,楊華被診斷為先天性無子宮。同年,空軍軍醫大學第一附屬醫院婦產科主任陳必良教授帶領團隊,在手術機器人的輔助下,歷時14個小時,成功切取了楊華43歲母親的子宮,并將其植入楊華體內。2019年1月,經過移植子宮的孕育,楊華平安誕下了一名男嬰,圓了她做母親的夢。

在近6年的時間里,空軍軍醫大學第一附屬醫院婦產科的醫療團隊在手術機器人的輔助下完成的手術約2000多臺,其中90%以上都是惡性腫瘤手術。高清立體成像系統、自由翻轉的機械臂等從一定程度上讓醫生突破了人體自身視力、肢體靈活度的限制,傳統醫療技術下的疑難雜癥,在“超清透視眼睛”和敏捷靈巧的“三頭六臂”幫助下,有了突破的可能和路徑。

“手術機器人可以把圖像放大10倍左右,而且是三維立體的,就像看3D電影一樣,手術部位看得非常清晰,這是傳統手術中依靠人眼達不到的。而且手術機器人有多個機械手臂,可以360度翻轉,做出人手做不到的極限動作,達到人手不能觸及的空間。”陳必良教授講述著使用手術機器人的切身感受,“用手術機器人做手術,醫生坐在操作臺上,能夠節省體力,也可以緩解一些職業病。更重要的是,手術機器人有濾除人手顫抖的功能,過濾掉主刀醫生手顫也在一定程度上延長了醫生的職業壽命。”

宮頸癌根治術、陰道癌根治術、外陰癌腹股溝淋巴結清掃術、宮頸廣泛切除術(保留宮體)……在手術機器人的輔助下,陳必良教授及其團隊完成了許多亞洲甚至是世界首例的高難度手術,這是“智能技術+醫療”為攻克疾病帶來的新方向。

人工智能

走進公眾醫療

根據陳必良教授的介紹,2006年我國開始使用手術機器人,目前全國共有90余臺,共輔助完成12.5萬余臺手術,尤其是在泌尿外科、婦科等手術位置較深、空間狹窄的手術中應用廣泛。在全球范圍內,手術機器人因其高精確度、三維精度視野等優勢,擁有廣闊前景。目前,全球共有約5000臺手術機器人,總手術量超過500萬例。在這一應用趨勢下,我國正在積極研發完善“妙手S”手術機器人,目前該手術機器人處于臨床試驗階段,有望在未來投產后降低患者的使用費用。據郭征教授介紹,我國3D打印無功能組織技術也達到了一個較高的水平 。同時,3D打印人體血管、器官等技術在國際上也有所研究。

日新月異的科學技術進入醫療健康領域,不僅能夠突破當下的醫療難題,也給未來人類健康帶來了無限遐想。那么,當科技前沿——人工智能技術進一步走進醫療健康產業后,將會為我們構建一個怎樣的健康生態圈呢?

醫學影像、輔助診斷、藥物研發、健康管理、基因測序,基于大數據價值挖掘和深度自學能力的人工智能,覆蓋了醫療健康產業的五大領域,而其中醫學影像和輔助診斷是目前眾多技術研發團隊主攻的方向。

得益于醫療影像數據庫快速積累、智能圖像診斷算法趨于成熟,AI醫學影像已經應用于多家醫院,幫助醫生快速獲取影像診斷結果,提高診療效率和準確性。導診機器人、虛擬助理、電子病歷等AI輔助診療的技術服務也已經惠及部分醫生和患者。膠囊胃鏡、大數據挑選化合物、智能健康管理平臺等應用場景也正在從實驗室走向普通公眾……

未來,隨著人工智能技術的快速發展,與醫療健康領域的深度融合以及各種應用加速落地,每個人都將成為受益者,享受更高效便捷的醫療服務。

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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