近日,一支由清華博士及海外歸國博士領銜的團隊,在微創外科領域邁出了關鍵一步:他們——妙成醫療打造的“具身智能自然腔道介入綜合解決方案”不僅刷新了經自然腔道內鏡手術(NOTES)在臨床應用上的想象邊界,也讓更多基層醫院看到了高端醫療機器人普及的可能性。
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微創手術的無形革命
經自然腔道內鏡手術(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery,NOTES)代表了醫學界最為優雅的微創方式之一,通過利用人體的自然開口——口腔、氣管、尿道或肛門——外科醫生可以用專門的柔性器械到達內部結構,無需切開皮膚和肌肉。
“這種方法顯著減少了術后疼痛、感染風險和疤痕形成幾率”,妙成醫療創始人楊博士解釋道。但技術挑戰一直是巨大的——“想象一下,試圖通過在人體復雜內部通道中蜿蜒前進的柔性管道末端的器械執行精確動作的難度”。
根據最新行業數據,2024年全球內窺鏡手術市場規模預計達數百億美元量級,其中機器人輔助手術細分領域正以超25%的年增長率快速擴張。盡管市場潛力巨大、增長迅速,但受制于設備成本及操作技術門檻——成本高昂和學習曲線陡峭,這項技術的應用仍主要集中在高端醫療中心。
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三重挑戰:成本、復雜性和控制
盡管NOTES手術展現出了顯著的臨床益處,如多項研究表明,患者住院時間明顯縮短,術后疼痛顯著減輕等,但三大障礙仍阻礙了其廣泛普及。
首先是其經濟門檻相當高。以行業頭部企業直覺外科和強生公司的現有機器人支氣管鏡系統為例,其價格可達200萬美元以上。如直覺外科Ion支氣管導航操作控制系統在中國市場的中標價高達1497.25萬元人民幣(約210萬美元),而一次性組件又會增加每次手術1500-2500美元的成本。高昂的設備成本仍是制約這些先進技術普及的重要因素,以及缺乏統一的操作規范,使得這項技術目前主要應用于部分大型醫療中心。
其次是操作復雜度令人望而卻步。“僅準備注冊過程——將機器人對患者解剖結構的理解與其實際解剖結構對齊就可能占用15-30分鐘寶貴的手術時間,”楊博士指出。“這意味著患者已經處于麻醉狀態,卻還未開始接受治療干預”。
第三,最具挑戰性的是控制問題。傳統系統要求醫生在操作缺乏觸覺反饋的控制裝置時,需要在腦中將剛性三維結構轉換理解為柔性三維結構——這種認知負荷導致學習曲線估計需要150-200例手術才能達到熟練水平。
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具身智能帶來的范式轉變
妙成醫療的治療方案由清華大學博士、在西門子醫療和復星醫藥等知名企業擁有豐富醫學影像人工智能研發經驗的楊博士團隊研發。基于其跨行業技術積淀和對醫療場景的深刻理解,團隊突破傳統機器人手術路徑,創新性地引入具身智能技術。
不同于常規系統僅作為醫生操作延伸的設計理念,妙成醫療的解決方案通過多模態感知—決策—執行閉環,使機器人系統具備自主適應人體自然腔道解剖結構的能力。這種技術革新體現在柔性機械臂的力反饋控制、實時組織特征識別以及基于手術場景的動態路徑規劃等核心模塊,顯著降低了經自然腔道手術的技術門檻。
目前該方案已在肺部疾病診療領域實現突破性應用,通過支氣管鏡導航系統與診斷、消融治療器械的智能協同,為外周型肺癌治療提供了更微創、更精準的解決方案,有望推動高端介入技術向基層醫療機構普及。
“傳統機器人系統本質上是數字化外科醫生的動作”,楊博士解釋道。“而我們的系統能夠理解其操作環境——它可以感知氣道、尿道或腸道的形狀,感知接觸不同密度組織時的阻力,并創建其周圍環境的實時三維地圖”。
具體而言,這種具身智能方法融合了多種前沿技術:
● 形狀感知柔性內窺鏡,可提供關于其在體內彎曲通道中構型的實時反饋;
● 力反饋感知,能檢測人類觸覺無法察覺的微妙組織特性;
● 人工智能驅動的導航,根據實時發現持續更新手術計劃;
● 自主注冊系統,消除耗時的手動對齊過程;
妙成醫療團隊的設計,將術前注冊全流程自動化,進鏡時間縮減至數分鐘;實時形變與力學監測的加入,讓醫生無需“憑經驗”盲操作,將并發癥風險降至最低。這一覆蓋注冊、進鏡、導航、干預的全鏈路智能化,也被視為高端智能手術機器人真正走向基層應用的開端。
在應用場景上,妙成醫療的系統初期將專注于4個高影響力的臨床適應癥:
● 外周肺結節診斷和治療,滿足日益增長的早期肺癌檢測和干預需求;
● 食管癌分期和治療,實現對這種難以觸及的惡性腫瘤更精確的評估和干預;
● 胰膽管疾病管理,使復雜管道系統的導航更加有效;
● 尿路結石碎裂和取出,可以提供比傳統方法更微創的替代方案;
為此,也有一線臨床醫生表達了謹慎的樂觀:“這種方法特別有希望的地方在于它如何有可能使不同操作者和不同設施之間的結果標準化。在我們當前的方式中,成功進行復雜內窺鏡手術的機會極大地依賴于你去哪家醫院以及哪位醫生為你進行手術。能夠減少這種差異性的技術可能會對醫療公平性產生變革性影響”。
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旨在增強而非取代臨床醫生
盡管技術先進,妙成醫療依舊強調這套系統旨在增強而非取代臨床醫生。
“醫生的判斷至關重要”,楊博士表示。“我們的技術處理導航和穩定化的技術挑戰,讓醫生能夠專注于需要人類判斷和經驗的關鍵臨床決策”。這一理念反映了醫療機器人領域日益形成的共識,即最成功的系統將是那些補充人類能力而非試圖復制它們的系統。
隨著全球醫療系統面臨對復雜介入程序不斷增長的需求,特別是在癌癥發病率上升的老齡化人口中,那些能夠同時改善結果并擴大獲取機會的技術可能被證明不僅在臨床上有價值,而且在經濟上是必不可少的。
在妙成醫療的實驗室里,這一未來正在通過一個個算法、一項項機械創新和一系列臨床試驗逐步成形——潛在地改變我們對人工智能、機器人技術與人體交匯點的思考方式。
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讓先進醫療技術“飛入尋常百姓家”
據楊博士介紹,妙成醫療的方案最具價值或許還不在于技術價值層面,而是在經濟效應和社會價值。因為通過顯著簡化用戶界面并融入自主能力,這套系統有潛力將先進的介入能力帶到社區醫院和鄉村醫療機構。
“如果只有頂尖醫院的少數醫生能夠操作,那么最高精尖的醫療機器人也會變得毫無價值,”楊博士表示。“妙成醫療目標是讓欠發達的醫療機構操作復雜手術變得可行,從而平撫醫療的不平等曲線”。
妙成醫療的商業化方式反映了這一理念。雖然具體定價尚未公開,但其目標是系統成本比當前市場領導者低40%-60%,且由于采用可重復使用的組件,每次手術的成本將顯著降低。
“妙成醫療特別有價值的地方在于他們在機器人、人工智能和醫療設備交叉點上的獨特位置,”一位看過妙成項目的醫療投資人指出。“他們不只是逐步改進現有技術,而是正從根本上改變機器智能與人體解剖之間的關系”。
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展望未來:監管路徑
妙成醫療在其技術進入廣泛臨床使用之前面臨著實質性的監管審核。該公司已開始向中國國家藥品監督管理局(NMPA)申請注冊。行業專家預計,假設臨床試驗繼續證明安全性和有效性,在主要市場獲得潛在市場授權的時間線約為12-36個月。
“人工智能驅動的醫療設備的監管過程仍然復雜且不斷發展”,一位有豐富注冊經驗的資深專家指出。“但中國和美國的監管機構都為真正創新且能解決重大未滿足需求的技術創建了加速通道”。
另據介紹,妙成醫療首款支氣管鏡機器人樣機已經完成,預計2026年初可以取得NMPA證書,公司將持續快速推進“具身智能自然腔道介入綜合解決方案”核心技術研發和產品轉化。
天使輪融資階段
妙成醫療當前處于天使輪融資階段,本輪融資將用于推進核心智能算法研發、開放式內鏡機器人系統研發和具身智能大模型核心能力構建,同時通過產學研醫合作共同推進臨床驗證和產品注冊。
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