郭传瑸主讲才斋讲堂第216讲:医工结合——口腔医学领域精确诊疗机器人的研发
随着第四次工业革命中科学和技术的进步,前沿领域各类知识的交叉和重组促进了世界的突破性创新,机器人技术则是大数据与智能化的重要代表。其中,医学与工学的结合促进了医学领域各类手术机器人、精确诊疗机器人、救援机器人的研发和创新。在2021年11月11晚的才斋讲堂系列讲座上,北京大学口腔医学院院长、国家口腔医学中心主任、口腔数字化医疗技术与材料国家工程实验室主任郭传瑸教授围绕着医工结合,对口腔医学领域精准诊疗机器人、手术机器人等医学机器人的最新设计和系统进行了介绍。
郭传瑸主讲才斋讲堂第216讲
郭传瑸教授首先介绍了口腔医学的学科概况。随着健康知识的积累与现代医学的萌芽,人们对于口腔卫生和安全的关注度也正在逐步提升。口腔医学的理论体系既包含基础医学、临床医学的知识,也包含人文、社科领域(如口腔医学史)的相关知识,这意味着医学的自身理论正在与其他领域的知识相互交叉和融合,其中与医学以外的理工科等学科的融合则被称为“医工结合”。医工结合涉及各种医疗器械的开发,与智能传感、序列分析、质谱分析等技术紧密相关。国际上顶尖的大学都投入大量资金开展医工结合学科的研究,先后成立交叉学科研究所或研究中心,我国则从80年代末开始探索医工结合,随着高校的新一轮体制改革,综合性大学为交叉学科的研究提供了更多的机会。对比而言,口腔医学领域的医药费用占比更低,对医疗设备器材的依赖程度更高,核磁影像、临床检验、先进治疗、机械辅助等方面都需要医工结合实现其应用和发展。
医疗机器人主要分为辅助手术机器人、辅助诊断机器人、助老助残/护理康复机器人、救援机器人、运转机器人、教学培训机器人等类别,不同的机器人在医学诊疗中扮演不一样的角色和作用。1992年美国创造了ROBODOC机器人系统,这是世界上首台医疗机器人,被用于辅助临床的骨科手术;国内最早的手术机器人尝试从1997年开始,由海军总医院和北京航空航天大学主导,1998年进入国家 863 计划课题。最新一代医疗机器人被命名为 Remebot,为立体定位多功能神经外科机器人,已投入临床使用。而随着技术的逐步推进,血管介入机器人、达芬奇机器人等辅助手术机器人正被越来越多地运用于临床医学中,也正在彻底改变医学诊断和治疗的模式。目前世界上医疗机器人的主要企业绝大部分在美国、德国、以色列等国家中,机器人的系统设计等问题,被认为是影响国家医工结合未来发展的卡脖子问题之一。。
讲座现场
讲座的下半场,郭传瑸教授重点介绍了由他牵头的863国家重点项目:国家重点颅颌面外科精确治疗机器人系统。该机器人系统的设计主要针对正颌手术、眶壁重建手术、颅底肿瘤手术切除、腓骨移植修复缺损下颌骨等四项手术内容。该系统软件可以立体呈现影像,从而辅助手术中进行快速精准的三维分割,这是世界上其他医疗机器人中尚无法实现的技术。同时依赖于该系统和大量的临床数据,建立了颅颌面数据库管理系统,能够手动选取各特征点,辅助手术设计和学生临床培训。郭传瑸教授还分享了对于医工结合的看法,认为医工结合需要关注临床需求,促进协同创新;为了解决医工结合中的障碍,应重视医工交叉人才的培养,促进医工交叉的深度融合;随着交叉学科的增加和复杂化,医工结合应从一对一学科对话,向一对多、多对多学科对应发展;需要树立合作共赢的思想,不能执着于私自占有数据、专利、论文而阻碍医工结合最终的成果转化。。
提问环节
在最后的交流与互动环节,郭传瑸教授与同学们围绕着医疗机器人的适用范围和安全性等话题展开了热烈讨论。。
撰稿:姚昕言
摄影:潘奕飞