聚焦“产教融合”、“医工结合”——“华西造”医疗机器人首次亮相
发布日期:2023-04-20      浏览次数:    
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在有着巨大临床和产业需求的医疗领域,新一轮的创新正在拉开帷幕。

 

行业之中,不仅从业者们持续加强与科研院所,以及医疗机构之间的联系与合作,尝试探索医疗创新的更多可能性。而且越来越多的科学家、教授、医生开始走向产业端,推动创新技术落地,以消除前沿理论与临床需求之间的壁垒。

 

不过挑战依然存在。创新过程中,无论是方向选择、技术验证,还是市场推广等环节都是对入局者的巨大考验。而当大量科技创新、技术创新的项目走过实验室阶段,开始进入到产业集聚的城市进行落地,如何打通学术创新链和产业创新链,快速获取人才、市场、资源,同时规避创新之中潜藏的巨大风险仍是不可回避的话题。

 

3月16日,“第十届四川国际健康产业博览会”集结了四川多家公立医疗机构、部分重点社会办医平台,以及健康管理平台对外展示其创新服务和技术。其中,华西精创医疗(成都)有限公司——华西医疗机器人研究院(以下简称“研究院”)作为西部第一批集“产教”为一体,以产业孵化为核心的新型综合研发机构,以及四川大学华西医院的产业代表尤为亮眼。

 

步入其展位,便能够看到研究院依托“医工结合”与“产教融合”发展模式所取得的包括智能3D医疗高速打印系统3D-HSP、神经可视化脊柱微创手术机器人导航系统、中医智能舌诊仪、Helium M1 Cloud(云物联手部康复机器人)、康复机器人等项目在内的丰硕成果。值得一提的是,华西医疗机器人研究院几乎仅用了1年时间便取得了以上成果,项目进展可谓迅速。

 

“我们拥有国内顶尖、国际一流的专家团队、行业前沿的核心研发设备及公共技术平台?!被饕搅苹魅搜芯吭涸撼?、四川大学华西医院研究员李康说:“成立不到一年时间里,在成都高新区政府和四川大学华西医院的支持下,我们构建了参与主体多元、内部分工合理、相互协同支撑的新型研发机构体系,聚焦“产教融合”、“医工结合”, ‘医’涵盖基础医学、预防医学和康复医学等,‘工’包含工程技术、环境科学、材料科学、理学等众多学科,主要开展医疗机器人、高端医学影像、医学人工智能、机器感知与智能穿戴设备、3D打印等高端医疗器械领域的技术研发,专注提升核心技术水平并坚持专业的决策和高效的执行力,是研究院发展迅速的关键?!?/span>



 

聚焦“产教融合”、“医工结合”及产业孵化,

多方资源链接能力满足全链条创新需求

 

当前,我国供给端仍面临90%临床诊疗指南及高端医疗装备、90%以上原创药物及药品标准来自国外的现状,能够真正满足中国公共卫生需求的创新非常稀缺。

 

而当创新的稀缺成为当前医疗行业无法回避的问题,医疗行业更是需要形成以满足百姓健康需求为起点和终点,涵盖基础科研、技术突破、科研转化、项目培养、企业孵化、推广应用、产业培育、服务经济的全链条创新,以最终实现从预防、治疗当健康管理的全生命周期健康守护。

 

“产教融合”,以及产业孵化无疑是实现这一结果的“绝佳载体”。通过科学研究能力和创新活力的注入,结合对临床需求的深度观察,方能进一步拓展合作企业产品的应用范围,提升其产品创新性,同时赋予企业核心技术竞争力,以保持其稳定发展。

 

伴随国家创新驱动发展战略、健康中国战略等方针政策发布,以及“产教”融合节奏不断加快,2年前成都高新区发布“岷山行动”计划,以积极引入国内外顶尖科技创新团队或科研机构,构建参与主体多元、内部分工合理、相互协同支撑的新型研发机构体系,探索科技成果转化新路径。“华西医疗机器人研究院”便是由成都市高新区政府,以及四川大学华西医院决议成立的首批聚焦“产教融合”及产业孵化的新型研发机构。

 


 

研究院核心平台包括华西医院、研究院专家顾问团、研究院公共技术平台、研究院项目孵化科研平台、研究院投资平台?;诤诵钠教ㄏ蛲夥?,研究院能够充分链接政府及行业协会、高校及科研院所,以及企、事业单位各方资源,并与之展开深度合作,培养多学科多领域交叉融合的人才,形成以“医工结合”与“产教融合”为底色的资源互补、优势互补。

 

以此为依托,研究院可快速响应创新项目从核心技术研发、项目与设计研发、临床试验,到制造的全链条创新需求。同时,在这一体系的支撑下,研究院还具备更强的容错能力及抗风险能力。

 

此外,研究院充分借鉴美国产教融合的成功经验,结合国内学校的人才培养模式和企业的实际需求,共同构建了一种创新的产教融合人才培养体系,建立多学科多领域交叉融合的人才培养机制。建设国家医疗机器人产业的高端人才培养基地和国际一流、国内领先的医疗机器人核心产教研融合平台,解决我国高校现阶段医疗创新转化能力不足的问题。

 

这种跨学科、跨机构的运作模式,以及人才培养机制,无疑是看到了教育教学、科技创新和技术转移三个组织部门在科研成果成功转化中有着不可分割的关系。教育教学可为技术转移提供支持,而成功的技术转移项目也可以用来进行教育教学,进一步提升机构创新力和转化率。

 

据了解,目前研究院已汇聚李康、顾力栩、潘挺睿、孙淼等人才。在核心团队的支撑下,研究院计划在西部建立一套完整的医疗机器人产业生态系统和医疗机器人产业链,通过院地、院企合作,产教医工结合与快速转化,布局孵化一批公司,引领我国医疗机器人技术的创新研究、技术转化和产业发展,以满足我国诊疗康复技术和医疗器械装备产业发展战略需求,同时赶超医疗机器人国际先进技术水平。

 

以创建全国领先医学机器人行业集群为目标

建立完整医疗机器人产业生态系统及产业链

 

以AI、大数据、机器人等技术为核心的医疗创新正加速渗透到医疗大健康的诸多高价值场景中。未来,医疗机器人将会被应用到更多的医疗场景中,并成为改变医疗商业模式的新动力。

 

基于这一判断,研究院围绕医疗机器人产业技术方向,积极打通上、下游全产业链,搭建机器感知与医疗穿戴、有限元分析、人机交互、手术导航和医学人工智能、工业设计、机器人机电系统,六大公共技术平台。

 

其中,机器感知与医疗穿戴平台可于神经监测的穿戴式机器感知、重症监护的穿戴式机器感知、微创手术的触觉机器感知、康复假肢的穿戴式机器感知等场景应用;有限元分析平台可应用于神经外科、口腔科、骨科生物力学及医学辅助器材等方面,通过对医学各科的各种手术情况进行数字模拟,为医学器械设计提供参考依据;人机交互平台可提高人与机器人之间的协同性,加强用户体验;手术导航和医学人工智能公共技术平台则可实现从CT/MRI等医学影像中自动重建出医学器官的三维模型,并根据模型构建完成手术路径规划;

 

另外,工业设计平台针对手术、康复、护理等医疗器械中最常见的产品,可通过工业设计平衡功能和人性化方面的需求,构建人性化使用方案;机器人机电系统平台基于作为手术机器人的特征骨架和执行器的机构学,优化手术机器人整体性能。

 

研究院所搭建的平台几乎已涵盖医疗机器人研发、生产、落地全流程,覆盖神经外科、口腔科、骨科、康复科等多领域,能够更好地满足科研创新项目孵化需求。

 

依托平台,研究院项目团队突破了医疗机器人中配准与空间映射技术、图像处理技术以及人机交互技术等技术瓶颈,形成跨学科、跨机构、跨国界的协同创新体系。

 

目前,研究院核心业务主要为穿刺手术机器人、智能中医诊疗系统、神经可视化脊柱微创手术导航系统、医疗3D高速打印系统、医疗级触觉传感与智能设备、体适能/助老机器人、康复助力机器人、骨科手术机器人、多模态智能神经及骨肌康复助力系统等。有效弥补了国内在胸腔穿刺手术、关节手术、脊柱手术、康复科以及放射检验科机器人产品上的空白,实现关键技术与国际一流水平同步。

 

产品生态初见雏形

用科技为精准医疗护航

 

足底压力步态评估系统TacPrint

(应用于运动与平衡功能障碍评估和康复训练)


足底压力步态评估系统TacPrint是研究院旗下TacMed团队研发的一款应用于运动与平衡功能障碍评估和康复训练系统。该产品适用于脑卒中、脑外伤和儿童脑瘫病人、运动与平衡功能障碍的评估和康复训练。通过自研大面积触觉传感阵列、快速标定技术,高速处理芯片采集人体脚底压力分布数据,同时采用智能算法软件精准快速评估足部、姿态和平衡功能状态,进一步提供针对性情景互动训练方案。

   TacMed致力于提供全球领先的新型数字医疗设备及精准疾病管理的方案与服务。结合触觉传感、柔性电子、精密测量、人工智能等前沿科学方向,通过持续性的核心技术研发,实现新一代微型化、智能化、自动化的便携式与穿戴式医疗器械,对重大慢性疾病的诊疗一体提供全面高效的解决方案与服务。TacMed拥有最新一代的柔性触觉传感技术、数字微流控与芯片技术及穿戴式健康与个性化医疗等核心专利,可广泛应用于医学康复、骨科、神经科、心血管与重症监护等重要临床方向?!?/span>

 

 

智能3D医疗高速打印系统

(应用于骨折外固定支持)


智能3D医疗高速打印系统3D-HSP是由研究院旗下精创浩达团队自主研发的医疗3D高精度打印系统。该系统由工业级高精度高速3D扫描仪、智能化全自动云影像处理系统及数据云平台、医疗专用高速3D打印机、专利配方生物高分子打印材料组成??墒迪掷淠袒拗С偶芨咚俅蛴?、患者量身个性化定制、环保静音、云技术支持。

该系统主要应用于骨关节、胸廓和脊柱创伤骨折的外固定支持、创伤后康复的外固定辅助、椎间盘突出的外固定支撑等临床应用场景。

据团队相关负责人介绍,团队此前已深耕3D打印领域十几年,积累了大量专利技术的自主知识产权,并和华西数字骨科工程中心合作完成科技部重点研发项目课题。目前,该智能3D医疗高速打印系统已经开始量产。

 

 

 

中医智能舌诊仪

(应用于中医远程诊疗)


中医智能舌诊仪是由研究院旗下精创高纬度团队(联合会常务副会长单位四川博瑞客信息技术有限公司)研发的一款软、硬件结合的智能化产品,也是团队“AI+中医智能辅助诊断”产品体系中的一环。该产品先后取得多项软著和专利,并成入选工信部揭榜项目,具有高精度图像定位引导与识别、高精度图像还原及图像解析算法自动化分类分选等技术和功能,可广泛应用于深度图像处理、图像识别等领域。同时,该设备集诊断、监测、干预于一体,且便捷易携,具有更广阔的应用场景。

 

 

 

云物联手部康复机器人

(应用于手部障碍康复)


Helium M1 Cloud(云物联手部康复机器人)是研究院旗下逻辑生命团队(Logic Lab)研发的新一代智慧物联手部康复机器人。该产品可为患有卒中、外伤等手部障碍的患者提供精准化、数字化康复服务。值得一提的是,Helium M1 Cloud不仅可提供强劲且安全的手部康复动力,更是实现了康复服务的精准化与数字化。Helium M1 Cloud通过云上MQTT服务器可实现设备端、APP、后台管理数据一体化,实时掌握患者康复进程。接入Logic Link智慧云物联系统,便可实现医院康复管理工作智能化、效率化。结合物联网、大数据及Logic Feature的其他康复机器人,则是一个更完善的康复生态。

 

 

 

神经可视化脊柱微创手术导航系统

 (应用于脊柱微创手术)


神经可视化脊柱微创手术机器人导航系统是由研究院旗下精创赢锐团队研发。产品采用先进的手术器械定位技术,结合前沿的医学图像技术及人工智能算法,可在术中提供安全精准导航。其中神经可视化技术,使神经清晰可见。定位系统,则可实现1mm精确定位。原创高仿真图像重建技术,可减少80%的射线使用,在“零辐射”下实时还原术中场景。该系统解决了“脊柱微创手术医生资源与患者基数难以匹配”的困境。后续团队还将持续打造脊柱微创领域的“培训系统——导航系统——日间手术中心”一体化生态链。

 

 

 

经皮穿刺手术机器人

(应用于癌症精准诊断和治疗)


经皮穿刺手术机器人由研究院旗下介入手术机器人团队研发,用于早期肺癌精准诊断和治疗以及心血管介入手术的临床研究平台,在将病灶定位方法和定位器械时进行改进的基础上,探索其临床疗效,以期降低经皮穿刺和心血管介入中的病灶和器械定位的难度以及精准度,通过接收的坐标信息与CT图像融合重建3D模型,帮助医生寻找病灶点、提供精准穿刺路径规划和实时导航,同时惠及胸腔镜微创手术等多科室手术操作,缩短手术时间,减少手术并发症,提高成功率。将有效解决介入穿刺手术难度大、对医护人员辐射大,不适用于小于10毫米的早期病灶、术中信息量不足等行业痛点。

 

 

LightCare P3下肢外骨骼康复机器人

(应用于下肢功能障碍康复)


LightCare P3下肢外骨骼康复机器人是研究院旗下精创石溪团队研发的一款应用于步态训练、起坐训练、行走训练、平衡训练、下肢肢体运动训练、肢体协调性训练、姿态控制训练等康复疗法的机器人。该产品利用仿生学、人体工学、机器人技术、传感技术,实时判断患者运动意图,提供匹配运动能力,通过对下肢运动功能障碍者髋、膝关节提供助力完成康复训练,提高康复训练效率,加速下肢功能康复,提高患者生活质量。

性能特点:提供重复、高频、准确的步行训练,纠正异常步态,提升穿戴者的综合运动能力;主动纠偏训练,激发患者主动训练意图,发挥患者主动行走能力,诱导患者形成正确的核心肌群控制能力;有效步态刺激,自然真实步态行走,提供符合人体力线的地面反作用力刺激 ;全周期康复,除被动训练外,还提供主动和主被动相结合的多种训练模式,配合智能评估系统,可根据不同康复阶段为用户定制个性化的康复训练方案;防误触发???、急停按钮以及可移动支撑架等提供多重安全保障。

 

LightCare P2步态训练康复机器人

(应用于下肢功能障碍康复)


LightCare P2步态训练康复机器人是研究院旗下精创石溪团队研发的一款应用于减重步态训练,平衡能力训练,ROM、肌肉及心肺功能训练,站立训练等康复疗法的机器人。该产品通过通过悬吊方式减轻患者下肢或腰部的承重量,帮助站立功能、平衡功能受限、步态异常的患者安全地进行站立、平衡及步态训练,通过训练逐步增强患者下肢肌力、平衡能力,使患者的步行姿态得到改善。

性能特点:动态减重,任意减重重量可调,牵引力有补偿,实现更好的减重效果,为患者建立接近生理步态的步行模式;实时视觉反馈,实时观察自身步行姿态和足底反馈情况,及时纠正异常步态;矫正吊带背心,可做训练过程中的髋,膝,踝关节和背部前倾,后倾,侧倾的姿势矫正,安全舒适;情景互动训练系统,趣味性训练,激发患者主动训练意图,积极主动参与训练,增强患者主动控制能力;多重安全?;すδ?,主动停止与被动防护相结合,保障训练安全。

 

 

医学有限元分析平台

(应用于临床疾病诊断和预测)


医学有限元技术平台是由研究院旗下医学有限元团队倾力打造,聚焦于骨科生物力学、血流动力学、呼吸动力学等医工交叉等领域,为临床医疗提供高效准确的模拟仿真技术。凭借多年在腹主动脉瘤、呼吸动力学、肝门静脉压力无创检测的研究经验和技术积累,技术平台可为医学科研和临床治疗提供精准的预测和优化方案,免去复杂且消耗巨大的实际试验。我们来自临床,赋能临床,以精湛的技术切实解决临床上痛点问题。

 

 

持续构建协同共生的医疗创新生态

 

医疗创新作为提升医疗质量的关键因素,一直被认为是如今医疗行业的发展过程中极具价值的一环。

 

无论是国家政策,还是早期市场,都对此展现出了足够的“偏爱”。但当前国内科研创新仍处于起步阶段,学术创新链和产业创新链究竟如何打通等问题仍值得深入思考。

 

回望波士顿从“不宜创新之地”到赶超硅谷,哈佛大学从“追赶者”到“领导者”等等案例,不难发现,其背后几乎离不开政策引导。但除此之外,更为重要的是机构能够发挥主观能动性,整合政府、科研院所、风投机构、创新公司资源搭建独特的创新闭环,以为创新项目转化提供协同共生的生态系统。

 

华西医疗机器人研究院之所以能够用1年时间孵化9个项目,同时实现多项技术储备,或许离不开研究院对于“产教融合”、“医工结合”及产业孵化的聚焦,以及融合政府及行业协会、高校及科研院所,以及企、事业单位各方资源的核心平台搭建。

 

正是基于这一平台,华西医疗机器人研究院才能不断向外链接资源,将医工交叉科学家、临床专家引进孵化和自研项目,实现资源互补。同时,培养多学科多领域交叉融合的人才,进一步支撑研究院人才培养和技术转化。而研究院自身公共技术平台的搭建则能够进一步赋能引进孵化项目、自研机器人项目,以及公共技术服务项目,服务于医疗设备全产业链。

 


 

透过华西医疗机器人研究院,甚至可以看到与哈佛大学转化创新相似的影子??蒲写葱录确峭耆つ康刈分?,也不是天马行空的想象。只有通过学科交叉融合、医工结合、产教融合发展,医学才会有活力,医疗行业才能持续产生穿行,并不断在创新技术的驱动下向前发展。


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