“AI+手术机器人”深度布局关节置换产业链,长木谷引领中国骨科数字化浪潮

原标题：“AI+手术机器人”深度布局关节置换产业链,长木谷引领中国骨科数字化浪潮

7月23日下午,由领先的骨科人工智能企业北京长木谷科技有限公司(下称“长木谷”)主办的第三届人工智能关节智换研讨会在上海举行。该研讨会已连续三年聚焦人工智能赋能骨科关节置换手术,汇聚全国骨关节科领域的顶级研究者,成为行业学术盛会:大会主席是西安交通大学第二附属医院王坤正教授,大会执行主席是上海交通大学附属第六人民医院张先龙教授。

清华大学生物医学工程系主任王广志教授,南方医科大学第三附属医院蔡道章院长,安徽医科大学第一附属医院尹宗生院长,河南省骨科医院孙永强院长,北京301医院柴伟教授,中日友好医院王卫国教授,北京积水潭医院唐竞教授、河北医科大学第三医院韩永台教授,陆军军医大学第二附属医院张瑗教授,华中科技大学协和医院许伟华教授,四川大学华西医院康鹏德教授,解放军南部战区总医院李凭跃教授,上海交通大学附属第九人民医院李慧武教授等全国知名骨科专家受邀参加此次研讨会。长木谷董事长张逸凌博士出席此次会议。

目前,中国关节疾病患者已超过人口总数的10%,随着人口老龄化日益加深,关节疾病患者发病率将不断升高。人工置换关节手术作为关节疾病的终极治疗手段,在治疗关节疾病中具有无可替代的重要价值,其手术量每年正在以20%-25%的增长率高速增长,但因手术的复杂性、中国医疗资源的不均衡、基层医生手术能力薄弱等问题,手术量远小于手术需求,在中国,中国关节置换渗透率仅为0.6%,远低于美国市场渗透率(43%)。

为了解决目前中国人工关节置换手术的现实痛点与困境,研讨会上,长木谷带来了全球领先的人工智能辅助关节置换三维手术解决方案—AIJOINT,同时首次发布了自主研发的ROPA人工智能关节置换手术机器人。这展示了长木谷在关节置换产业链的深度布局:通过在软件+硬件的双向研发路径,旨在最大程度提升关节置换手术的精准性,为提升基层骨科医生手术水平,助力中国基层骨科诊疗精准化、智能化、标准化转型,缓解基层骨科医疗资源紧缺的现实问题。

张逸凌博士表示,AI+手术机器人是数字化人工关节置换第五代创新技术。长木谷一直致力于“让天下没有难做的手术”,而未来ROPA长木手术机器人通过人工智能深度学技术,致力于成为行业领先的“有感知、有思想、有灵魂”的骨科手术机器人,让中国骨科AI与手术机器人在全球弯道超车。

AI赋能关节置换手术全流程,推动精准化、标准化、个性化治疗

传统模式下的全髋关节置换手术极度依靠骨科医生的经验,术前医生往往只能通过对患者的X光和CT片进行反复测对比,判断植入假体的系列、型号与安放位置。但X光和CT片呈现的是二维平面图像,医生无法直观地呈现骨骼状况,只能依靠其经验和空间想象力,难以保障手术精准度。手术部位即使是三维重建,大多是在电脑上模拟图像,医生同样无法把握假体植入的准确度。

“术前规划的精准程度是关节置换手术成功的关键因素之一”,上海交通大学附属第六人民医院张先龙教授表示。

针对上述手术痛点,长木谷培养了一只拥有美国哈佛大学、斯坦福大学、清华大学、北京大学等世界一流院校背景的超强研发团队,通过长期与全国300多家知名三甲医院骨科权威专家合作,将专家丰富的手术经验转化为标准算法,利用机器深度学,研发了一套为骨科关节医生提供覆盖术前规划、术中导航和术后随访全流程的关节置换解决方案—AIJOINT。

目前AIJOINT覆盖全髋关节置换手术、髋关节置换翻修手术、全膝关节置换手术和膝关节单踝置换手术这四种典型手术,针对这四种手术的方案分别是AIHIP、AIREVISION、AIKNEE和AIUNI。

北京积水潭医院唐竞教授认为,尤其对于复杂的初次病例,AI的意义巨大:从“经验+想像”到“现实和眼见为实”,使得复杂手术变为开卷考试,而且有优秀的参考答案。

以全髋关节置换手术的AIHIP解决方案为例,该方案会在术前对患者状况进行全面的综合评估,通过CT图像进行智能分割,快速实现三维重建解剖模型,在误差小于1mm的三维重建解剖模型中,通过人工智能识别解剖位点,智能分割、智能匹配假体型号、大小及安放位置,让骨科医生了解患者真实、详尽的病情。

中日友好医院王卫国教授表示,长木谷AIHIP三维术前规划的独特的优势在于,AI影像分割能够高效、精准、智能、解剖、重建;自动假体匹配、快速制订个性化方案,最大限度提高手术的精准性、标准性和安全性,对于关节置换手术的术前精准规划和术中精准操作有着重要的意义。

而针对全膝关节置换手术的AIKNEE解决方案来说,它可实现快速三维重建、智能分割、智能匹配假体、准确定位股骨力线和精准截骨量。为医生提供下肢力线、股骨外翻角、股骨外旋角、截骨厚度等关键参考指标并提供智能测量。

发力AI+Robot手术机器人,深度布局关节置换产业链

此前多年,由于个体病情差异大、骨科手术本身的复杂性、手术可重复性低等问题,一些患者在手术后容易出现假体脱位、长短腿等各类并发症,不得不面临漫长的恢复期。

为了减少手术操作中可能带来的失误,提高骨科手术的精确度,长木谷在先进的骨科人工智能系统的基础上,为AI大脑搭载上能够精准执行智能规划操作的手术机器人,自处研发了推出了“ROPA长木手术机器人”。

从设计上来看,长木手术机器人已达到国际顶尖水平,其以独特的外观质感和卓越品质获得了2021年国际权威设计红点奖最高级别奖——红点至尊奖“best of the best”,该项大奖获奖率仅为1%。

从性能上来看,张逸凌博士介绍,ROPA长木手术机器人能够为患者规划个体化智能手术方案,精准截骨,保留骨量。同时该机器人有7轴自由度机器臂,灵活度高,运动自如,人机协作精准稳定,导航精度小于1mm,角度精度小于1度。

近年来,政策也在频频加码手术机器人产业,积极推动中国骨科精准医疗进一步发展。“十四五”是中国医疗高质量发展的重要关口,政府对新技术和高质量需求迫切的医疗领域给予充分支持。《医疗装备产业发展规划(2021-2025年)》征求意见稿、《关于推动公立医院高质量发展的意见》等重大部署纷纷将医疗机器人列为重点发展领域。

清华大学生物医学工程系主任王广志教授表示,以手术机器人为典型的医疗器械创新产品研发需要产-学-研-医-管的密切结合,形成完整的创新链条。

未来,随着中国人口老龄化日益加深,中国的骨科手术市场增长空间巨大。以手术机器人为例,未来五年,中国手术机器人行业市场规模将以29.8%的年复合增长率持续增长,预计到2030年市场规模达到4.1亿元。

提升基层手术水平,助力国家分级诊疗

基层医生留不住患者,在关节外科领域屡见不鲜。这类极其依赖“手术匠”的手术让患者对经验不足的基层医生的信任度大打折扣。加上对于偏远地区,人工关节与手术器械的备货、调货与物料运输困难大,成本高,无论从技术还是硬件的提升上,都很难短期内解决。

张逸凌博士指出:“人工关节置换手术精准度要求高、医生学的曲线长,阻碍了我国青年医生和基层医生顺利开展关节置换手术,即使在大型三甲医院,主刀医生想把每一台手术都做得精准与完美有很大的挑战,中国骨科医生对于骨科手术精准化、智能化、数字化解决方案的需求迫在眉睫。”

对此,长木谷将众多顶级专家几十年的经验汇聚起来,研制成一套人工智能与手术导航机器人系统。该系统可以将全国顶级医院的骨科AI技术和资源下沉到基层,在基层医疗机构中进行推广,让基层医生具备做这些高难度手术的能力,把手术做得更精准,缓解医疗资源不平衡,助力国家分级诊疗。

长木谷与国家骨科与运动康复临床医学研究中心与清华大学生物医学工程系紧密合作,已经正在共同推动骨科优质诊疗技术走向基层。

研讨会上,多位教授认为,一方面,长木谷将AI骨科的应用推广到基层能够降低基层患者的就医难度,患者不用跑到大城市即可享受优质医疗资源。另一方面,AI骨科手术能够协助医生进行精准诊疗,发展基层年轻医生,推动医院的高质量发展,提升基层医院的整体工作效率。

张逸凌博士表示,中国在AI骨科领域的弯道超车是大趋势,长木谷医疗以AI赋能骨科临床诊疗的全流程,将骨科手术从经验化、粗放化转化为标准化、精准化、个体化与智能化,用科技造福更多的中国患者。未来,长木谷将继续深耕骨科AI手术领域,尤其是手术机器人领域的探索,为骨科医生,特别是基层骨科医生提供广泛的技术支撑。