血管介入是在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)引下，利用穿刺針，導(dǎo)絲，導(dǎo)管等器械經(jīng)血管途徑進(jìn)行診斷與治療的操作技術(shù)。但傳統(tǒng)的血管介入醫(yī)生長(zhǎng)期暴露于X射線的電離輻射下，長(zhǎng)期穿著沉重的鉛衣導(dǎo)致介入醫(yī)生骨骼系統(tǒng)受到損傷，這此不足能否得到改善？隨著智能科技和醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展以及學(xué)科間的交互滲透，使得血管介入機(jī)器人的發(fā)展成為現(xiàn)實(shí)。

血管介入機(jī)器人實(shí)質(zhì)是外科手術(shù)機(jī)器人與血管介入技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。機(jī)器人操縱介入手術(shù)器械，它可以工作在對(duì)醫(yī)生不利的環(huán)境，參照醫(yī)療圖像精確定位，能夠沒(méi)有顫動(dòng)地執(zhí)行持續(xù)動(dòng)作，同時(shí)快速、準(zhǔn)確地通過(guò)復(fù)雜的軌跡，精確定位到達(dá)目標(biāo)血管，最后在醫(yī)生的指揮下或自主地完成血管介入手術(shù)。

血管介入機(jī)器人技術(shù)有兩個(gè)方向：

操控特殊血管腔內(nèi)介入器具時(shí)代，如Sensei?X系列、Magellan系統(tǒng)，利用磁控（磁導(dǎo)航）或特殊的介入器械完成。無(wú)法進(jìn)行普通球囊、支架等各類(lèi)腔內(nèi)操作，完成度差，血管腔內(nèi)介入手術(shù)的大部分操作仍然需要人手完成。

操控通用商品化血管腔內(nèi)介入器具時(shí)代，如Amigo系統(tǒng)和CorPath系統(tǒng)，無(wú)需特殊器械，可以廣泛應(yīng)用。

血管介入機(jī)器人有哪些優(yōu)勢(shì)？不足？

血管介入機(jī)器人相較人工有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它不僅增強(qiáng)射線防護(hù)、減少射線輻射損傷，同時(shí)使得血管介入手術(shù)更趨于精確和微創(chuàng)，在手術(shù)精確定位、手術(shù)質(zhì)量等方面將帶來(lái)一系列的技術(shù)變革，對(duì)介入醫(yī)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。整體上介入機(jī)器人符合人體工程學(xué)的視覺(jué)效果，具有自動(dòng)輔助技術(shù)、亞毫米級(jí)精度和1mm精度定位等特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)器械的固定放置與操作具有一定優(yōu)勢(shì)。

血管介入機(jī)器人具有優(yōu)勢(shì)：（與傳統(tǒng)介入相比）

射線防護(hù)：減少醫(yī)師和患者的輻射劑量；

精準(zhǔn)操作，臨床效果提高。利用圖像導(dǎo)航和機(jī)械輔助操作，精準(zhǔn)定位病變，優(yōu)化器械輸送，器械到位時(shí)間縮短，手術(shù)精確度提高，減少手術(shù)并發(fā)癥；

醫(yī)患隔離，減少醫(yī)患之間接觸，降低交叉感染，減少傳染性疾病的傳播；對(duì)于傳染病患者，機(jī)器人可以遠(yuǎn)程完成手術(shù)，降低感染風(fēng)險(xiǎn)；

手術(shù)掌控，優(yōu)化流程；由人機(jī)交互變成機(jī)機(jī)交互；

提供真正“遠(yuǎn)程”手術(shù)的潛力。

血管介入機(jī)器人的不足，當(dāng)然也是存在的。目前缺少相應(yīng)的力覺(jué)反饋機(jī)制是最大的不足，視覺(jué)與圖像補(bǔ)償有一定作用，但離實(shí)際反饋還有距離；同時(shí)它有一個(gè)學(xué)習(xí)曲線，對(duì)年長(zhǎng)醫(yī)生需要一個(gè)適應(yīng)過(guò)程；操作模塊單一或有限，需要不斷地更新與拓展；倫理學(xué)問(wèn)題。

血管介入機(jī)器人與臨床有多遠(yuǎn)？

血管介入機(jī)器人在心臟介入方面的工作：

1、2006年，以色列海法醫(yī)院成功研制出用于心血管介入的手術(shù)機(jī)器人Remotenavigationsystem（RNS），該系統(tǒng)采用多組摩擦輪分別遞送導(dǎo)引導(dǎo)絲和球囊支架導(dǎo)管，并首次開(kāi)展了臨床實(shí)驗(yàn)。

2、美國(guó)醫(yī)療機(jī)器人公司CorindusVascularRobotics在RNS的基礎(chǔ)上研發(fā)出了其初代產(chǎn)品Corpath200，于2012年獲得了FDA批準(zhǔn)上市用于PCI。2016年第四季度Corindus的二代產(chǎn)品CorPath?獲得了FDA批準(zhǔn)上市用于PCI。主要包括床旁裝置和遠(yuǎn)程工作區(qū)；通用配置平臺(tái)，一次性操縱盒，其內(nèi)包含滾輪，消毒后可以裝載導(dǎo)絲、導(dǎo)管、球囊等相關(guān)器具。CorPath?在全球50多個(gè)心血管項(xiàng)目中有8，000例，研究表明：CORA-PCI試驗(yàn)證明復(fù)雜病例的臨床成功率為99.1％，PCI的手術(shù)時(shí)間也相當(dāng)；使用CorPath?可準(zhǔn)確測(cè)量冠狀動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)，不必要的額外支架的使用減少8.3％；同時(shí)減少患者和醫(yī)生的輻射。2019年8月8日，西門(mén)子醫(yī)療宣布以11億美元大手筆收購(gòu)美國(guó)醫(yī)療機(jī)器人公司CorindusVascularRobotics，進(jìn)入應(yīng)用推廣期。

3、2019年2月，法國(guó)Robocath公司開(kāi)發(fā)的血管介入手術(shù)機(jī)器人R-One?獲得了CE認(rèn)證用于PCI，并于同年9月開(kāi)始臨床使用。R-One?是歐洲第一個(gè)在介入心臟病學(xué)領(lǐng)域獲得CE標(biāo)志的機(jī)器人解決方案。該機(jī)器人通過(guò)與現(xiàn)有方法相輔相成的精密技術(shù)來(lái)輔助介入醫(yī)生進(jìn)行支架置入術(shù)。2020年10月29日微創(chuàng)（上海）醫(yī)療機(jī)器人公司與Robocath公司達(dá)成戰(zhàn)略合作，成立血管介入醫(yī)療機(jī)器人合資公司，它將立即啟動(dòng)臨床試驗(yàn)，促使R-One?早日在中國(guó)獲批上市。

4、海軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院陸清聲團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)王坤東團(tuán)隊(duì)采用了全新的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)一款通用型血管腔內(nèi)介入手術(shù)機(jī)器人。

血管介入機(jī)器人在神經(jīng)介入方面的工作：

1、2019年CorPathGRX開(kāi)始應(yīng)用于神經(jīng)介入臨床，應(yīng)于動(dòng)脈瘤的介入栓塞過(guò)程。2019年MendesPereiraV在JNeuroInterventSurg上首次報(bào)導(dǎo)，應(yīng)用血管介入機(jī)器人（CorpathGRX）完成基底動(dòng)脈主干小腦上動(dòng)脈瘤的支架輔助栓塞治療，手術(shù)順利，無(wú)并發(fā)癥。這是神經(jīng)介入治療領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑，為遠(yuǎn)程機(jī)器人神經(jīng)介入手術(shù)的發(fā)展打開(kāi)了大門(mén)。

2、2020年8月費(fèi)城托馬斯杰斐遜大學(xué)醫(yī)院神經(jīng)外科的JoshuaH.Weinberg等人比較了經(jīng)橈動(dòng)脈（TR）入路的機(jī)器人輔助（RA）頸動(dòng)脈支架置入術(shù)（CAS）和人工TR-CAS，評(píng)估了RA-TR-CAS的可行性、安全性和有效性，相關(guān)結(jié)果已于2020年8月發(fā)表于JNeurosurgery。結(jié)果表明機(jī)器人Corpath輔助經(jīng)橈動(dòng)脈頸動(dòng)脈支架置入術(shù)是可行的，具有一定程度的安全性和有效性。在廣泛使用之前，需要針對(duì)神經(jīng)血管進(jìn)行工程和軟件方面的調(diào)整，完全遠(yuǎn)程控制對(duì)于病人在卒中和動(dòng)脈瘤破裂等情況下進(jìn)行急診手術(shù)以及提高手術(shù)精確度具有重要意義。

3、2015年北京航空航天大學(xué)（王田苗、劉達(dá)）、北京理工大學(xué)（郭書(shū)祥）、海軍總醫(yī)院（田增民、盧旺盛）與北京醫(yī)院（王大明）共同在國(guó)家863項(xiàng)目資助下研發(fā)中國(guó)首款血管介入機(jī)器人，并成功完成全腦血管造影臨床手術(shù)。

4、國(guó)產(chǎn)“魯班”是由北京天壇醫(yī)院李佑祥教授臨床研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京理工大學(xué)肖楠教授的機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同打造，主要應(yīng)用于神經(jīng)介入領(lǐng)域，整個(gè)項(xiàng)目在研發(fā)實(shí)施過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)同構(gòu)式多器械協(xié)同管絲遞送、無(wú)菌隔離非固聯(lián)傳動(dòng)等多項(xiàng)微創(chuàng)介入手術(shù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的突破，臨床應(yīng)用正在有序地推進(jìn)。

5、河南省人民醫(yī)院李天曉教授與蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)合作的NAVION血管內(nèi)介入機(jī)器人，主要是通過(guò)磁導(dǎo)航遠(yuǎn)程控制專(zhuān)有的形變導(dǎo)管進(jìn)行介入操作，目前已經(jīng)通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)，正在向動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)邁進(jìn)。

血管介入機(jī)器人的邊界

機(jī)器人的能力在不斷地增強(qiáng)，這種能力是無(wú)窮的嗎？答案是否定的。

人的能力是有限的，手術(shù)機(jī)器人也存在一定的邊界。技術(shù)的進(jìn)步一直在消解這個(gè)邊界，但這個(gè)邊界卻始終存在。

負(fù)荷能力：無(wú)法從事更大能力的操作或更微弱的操作；

運(yùn)動(dòng)能力：自由度不夠、運(yùn)動(dòng)范圍不夠、無(wú)法完成復(fù)雜動(dòng)作；

精度控制：誤差不可容忍，需要各種校準(zhǔn)或修正；

容錯(cuò)能力：突發(fā)事件無(wú)法響應(yīng)、錯(cuò)誤響應(yīng)；

交互反饋：傳感器、力反饋能力受限；

實(shí)時(shí)性：數(shù)據(jù)傳輸處理延遲、同步及協(xié)調(diào)跟不上；

生物仿真：只能做到仿，做不到真；

只有充分理解真實(shí)的臨床需求與目前技術(shù)的邊界與能達(dá)到的高度，才能融合成實(shí)用的醫(yī)療機(jī)器人。對(duì)于血管介入這一特殊的領(lǐng)域，微導(dǎo)管和微導(dǎo)絲的運(yùn)動(dòng)控制、到位精度提高、以及力反饋均較腹腔鏡機(jī)器人有更高的要求。不過(guò)在人工智能技術(shù)快速發(fā)展的今天，我們有理由相信借助AI，必能賦能健康中國(guó)。

血管介入機(jī)器人的未來(lái)

5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，將大大促進(jìn)醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展。血管介入手術(shù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)要適應(yīng)商品化的血管腔內(nèi)器具，同時(shí)血管腔內(nèi)器具的再開(kāi)發(fā)也要適應(yīng)機(jī)器人的特性；血管介入機(jī)器人的圖像引導(dǎo)、智能測(cè)量、智能手術(shù)規(guī)劃、高精度3D跟蹤定位及可視化技術(shù)（與腔內(nèi)影像技術(shù)的融合），實(shí)現(xiàn)術(shù)中實(shí)時(shí)標(biāo)定、配準(zhǔn)和導(dǎo)航；血管介入機(jī)器人操作介入器械到達(dá)靶區(qū)的靈活性與準(zhǔn)確性，智能耗材的引入（可操縱微導(dǎo)管）；力覺(jué)的直接體現(xiàn)與力反饋的視覺(jué)補(bǔ)償加強(qiáng)；血管介入機(jī)器人更加注重輕量化、微型化、精密集成、靈巧機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)；血管介入機(jī)器人系統(tǒng)集成面向具體的手術(shù)流程需求、遙控操作及遠(yuǎn)程手術(shù)操作；血管介入機(jī)器人與人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的結(jié)合。隨著磁控技術(shù)與納米軟體機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步，磁導(dǎo)航血管介入機(jī)器人可能是另一個(gè)方向。

血管介入機(jī)器人的未來(lái)

血管介入作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展最為迅速的一個(gè)分支，隨著5G技術(shù)的發(fā)展、人工智能的快速進(jìn)展，未來(lái)血管介入機(jī)器人或可以實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)手術(shù)，并開(kāi)創(chuàng)外科機(jī)器人的一片新天地。
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