在有著巨大臨床和產業需求的醫療領域,新一輪的創新正在拉開帷幕。
行業之中,不僅從業者們持續加強與科研院所,以及醫療機構之間的聯系與合作,嘗試探索醫療創新的更多可能性。而且越來越多的科學家、教授、醫生開始走向產業端,推動創新技術落地,以消除前沿理論與臨床需求之間的壁壘。
不過挑戰依然存在。創新過程中,無論是方向選擇、技術驗證,還是市場推廣等環節都是對入局者的巨大考驗。而當大量科技創新、技術創新的項目走過實驗室階段,開始進入到產業集聚的城市進行落地,如何打通學術創新鏈和產業創新鏈,快速獲取人才、市場、資源,同時規避創新之中潛藏的巨大風險仍是不可回避的話題。
3月16日,“第十屆四川國際健康產業博覽會”集結了四川多家公立醫療機構、部分重點社會辦醫平臺,以及健康管理平臺對外展示其創新服務和技術。其中,華西精創醫療(成都)有限公司——華西醫療機器人研究院(以下簡稱“研究院”)作為西部第一批集“產教”為一體,以產業孵化為核心的新型綜合研發機構,以及四川大學華西醫院的產業代表尤為亮眼。
步入其展位,便能夠看到研究院依托“醫工結合”與“產教融合”發展模式所取得的包括智能3D醫療高速打印系統3D-HSP、神經可視化脊柱微創手術機器人導航系統、中醫智能舌診儀、Helium M1 Cloud(云物聯手部康復機器人)、康復機器人等項目在內的豐碩成果。值得一提的是,華西醫療機器人研究院幾乎僅用了1年時間便取得了以上成果,項目進展可謂迅速。
“我們擁有國內頂尖、國際一流的專家團隊、行業前沿的核心研發設備及公共技術平臺。”華西醫療機器人研究院院長、四川大學華西醫院研究員李康說:“成立不到一年時間里,在成都高新區政府和四川大學華西醫院的支持下,我們構建了參與主體多元、內部分工合理、相互協同支撐的新型研發機構體系,聚焦“產教融合”、“醫工結合”, ‘醫’涵蓋基礎醫學、預防醫學和康復醫學等,‘工’包含工程技術、環境科學、材料科學、理學等眾多學科,主要開展醫療機器人、高端醫學影像、醫學人工智能、機器感知與智能穿戴設備、3D打印等高端醫療器械領域的技術研發,專注提升核心技術水平并堅持專業的決策和高效的執行力,是研究院發展迅速的關鍵。”


聚焦“產教融合”、“醫工結合”及產業孵化,
多方資源鏈接能力滿足全鏈條創新需求
當前,我國供給端仍面臨90%臨床診療指南及高端醫療裝備、90%以上原創藥物及藥品標準來自國外的現狀,能夠真正滿足中國公共衛生需求的創新非常稀缺。
而當創新的稀缺成為當前醫療行業無法回避的問題,醫療行業更是需要形成以滿足百姓健康需求為起點和終點,涵蓋基礎科研、技術突破、科研轉化、項目培養、企業孵化、推廣應用、產業培育、服務經濟的全鏈條創新,以最終實現從預防、治療當健康管理的全生命周期健康守護。
“產教融合”,以及產業孵化無疑是實現這一結果的“絕佳載體”。通過科學研究能力和創新活力的注入,結合對臨床需求的深度觀察,方能進一步拓展合作企業產品的應用范圍,提升其產品創新性,同時賦予企業核心技術競爭力,以保持其穩定發展。
伴隨國家創新驅動發展戰略、健康中國戰略等方針政策發布,以及“產教”融合節奏不斷加快,2年前成都高新區發布“岷山行動”計劃,以積極引入國內外頂尖科技創新團隊或科研機構,構建參與主體多元、內部分工合理、相互協同支撐的新型研發機構體系,探索科技成果轉化新路徑。“華西醫療機器人研究院”便是由成都市高新區政府,以及四川大學華西醫院決議成立的首批聚焦“產教融合”及產業孵化的新型研發機構。

研究院核心平臺包括華西醫院、研究院專家顧問團、研究院公共技術平臺、研究院項目孵化科研平臺、研究院投資平臺。基于核心平臺向外輻射,研究院能夠充分鏈接政府及行業協會、高校及科研院所,以及企、事業單位各方資源,并與之展開深度合作,培養多學科多領域交叉融合的人才,形成以“醫工結合”與“產教融合”為底色的資源互補、優勢互補。
以此為依托,研究院可快速響應創新項目從核心技術研發、項目與設計研發、臨床試驗,到制造的全鏈條創新需求。同時,在這一體系的支撐下,研究院還具備更強的容錯能力及抗風險能力。
此外,研究院充分借鑒美國產教融合的成功經驗,結合國內學校的人才培養模式和企業的實際需求,共同構建了一種創新的產教融合人才培養體系,建立多學科多領域交叉融合的人才培養機制。建設國家醫療機器人產業的高端人才培養基地和國際一流、國內領先的醫療機器人核心產教研融合平臺,解決我國高校現階段醫療創新轉化能力不足的問題。
這種跨學科、跨機構的運作模式,以及人才培養機制,無疑是看到了教育教學、科技創新和技術轉移三個組織部門在科研成果成功轉化中有著不可分割的關系。教育教學可為技術轉移提供支持,而成功的技術轉移項目也可以用來進行教育教學,進一步提升機構創新力和轉化率。
據了解,目前研究院已匯聚李康、顧力栩、潘挺睿、孫淼等人才。在核心團隊的支撐下,研究院計劃在西部建立一套完整的醫療機器人產業生態系統和醫療機器人產業鏈,通過院地、院企合作,產教醫工結合與快速轉化,布局孵化一批公司,引領我國醫療機器人技術的創新研究、技術轉化和產業發展,以滿足我國診療康復技術和醫療器械裝備產業發展戰略需求,同時趕超醫療機器人國際先進技術水平。
以創建全國領先醫學機器人行業集群為目標
建立完整醫療機器人產業生態系統及產業鏈
以AI、大數據、機器人等技術為核心的醫療創新正加速滲透到醫療大健康的諸多高價值場景中。未來,醫療機器人將會被應用到更多的醫療場景中,并成為改變醫療商業模式的新動力。
基于這一判斷,研究院圍繞醫療機器人產業技術方向,積極打通上、下游全產業鏈,搭建機器感知與醫療穿戴、有限元分析、人機交互、手術導航和醫學人工智能、工業設計、機器人機電系統,六大公共技術平臺。
其中,機器感知與醫療穿戴平臺可于神經監測的穿戴式機器感知、重癥監護的穿戴式機器感知、微創手術的觸覺機器感知、康復假肢的穿戴式機器感知等場景應用;有限元分析平臺可應用于神經外科、口腔科、骨科生物力學及醫學輔助器材等方面,通過對醫學各科的各種手術情況進行數字模擬,為醫學器械設計提供參考依據;人機交互平臺可提高人與機器人之間的協同性,加強用戶體驗;手術導航和醫學人工智能公共技術平臺則可實現從CT/MRI等醫學影像中自動重建出醫學器官的三維模型,并根據模型構建完成手術路徑規劃;
另外,工業設計平臺針對手術、康復、護理等醫療器械中最常見的產品,可通過工業設計平衡功能和人性化方面的需求,構建人性化使用方案;機器人機電系統平臺基于作為手術機器人的特征骨架和執行器的機構學,優化手術機器人整體性能。
研究院所搭建的平臺幾乎已涵蓋醫療機器人研發、生產、落地全流程,覆蓋神經外科、口腔科、骨科、康復科等多領域,能夠更好地滿足科研創新項目孵化需求。
依托平臺,研究院項目團隊突破了醫療機器人中配準與空間映射技術、圖像處理技術以及人機交互技術等技術瓶頸,形成跨學科、跨機構、跨國界的協同創新體系。
目前,研究院核心業務主要為穿刺手術機器人、智能中醫診療系統、神經可視化脊柱微創手術導航系統、醫療3D高速打印系統、醫療級觸覺傳感與智能設備、體適能/助老機器人、康復助力機器人、骨科手術機器人、多模態智能神經及骨肌康復助力系統等。有效彌補了國內在胸腔穿刺手術、關節手術、脊柱手術、康復科以及放射檢驗科機器人產品上的空白,實現關鍵技術與國際一流水平同步。
產品生態初見雛形
用科技為精準醫療護航
足底壓力步態評估系統TacPrint
(應用于運動與平衡功能障礙評估和康復訓練)

足底壓力步態評估系統TacPrint是研究院旗下TacMed團隊研發的一款應用于運動與平衡功能障礙評估和康復訓練系統。該產品適用于腦卒中、腦外傷和兒童腦癱病人、運動與平衡功能障礙的評估和康復訓練。通過自研大面積觸覺傳感陣列、快速標定技術,高速處理芯片采集人體腳底壓力分布數據,同時采用智能算法軟件精準快速評估足部、姿態和平衡功能狀態,進一步提供針對性情景互動訓練方案。
TacMed致力于提供全球領先的新型數字醫療設備及精準疾病管理的方案與服務。結合觸覺傳感、柔性電子、精密測量、人工智能等前沿科學方向,通過持續性的核心技術研發,實現新一代微型化、智能化、自動化的便攜式與穿戴式醫療器械,對重大慢性疾病的診療一體提供全面高效的解決方案與服務。TacMed擁有最新一代的柔性觸覺傳感技術、數字微流控與芯片技術及穿戴式健康與個性化醫療等核心專利,可廣泛應用于醫學康復、骨科、神經科、心血管與重癥監護等重要臨床方向。”
智能3D醫療高速打印系統
(應用于骨折外固定支持)

智能3D醫療高速打印系統3D-HSP是由研究院旗下精創浩達團隊自主研發的醫療3D高精度打印系統。該系統由工業級高精度高速3D掃描儀、智能化全自動云影像處理系統及數據云平臺、醫療專用高速3D打印機、專利配方生物高分子打印材料組成。可實現冷凝固化無支撐架高速打印、患者量身個性化定制、環保靜音、云技術支持。
該系統主要應用于骨關節、胸廓和脊柱創傷骨折的外固定支持、創傷后康復的外固定輔助、椎間盤突出的外固定支撐等臨床應用場景。
據團隊相關負責人介紹,團隊此前已深耕3D打印領域十幾年,積累了大量專利技術的自主知識產權,并和華西數字骨科工程中心合作完成科技部重點研發項目課題。目前,該智能3D醫療高速打印系統已經開始量產。
中醫智能舌診儀
(應用于中醫遠程診療)

中醫智能舌診儀是由研究院旗下精創高緯度團隊(聯合會常務副會長單位四川博瑞客信息技術有限公司)研發的一款軟、硬件結合的智能化產品,也是團隊“AI+中醫智能輔助診斷”產品體系中的一環。該產品先后取得多項軟著和專利,并成入選工信部揭榜項目,具有高精度圖像定位引導與識別、高精度圖像還原及圖像解析算法自動化分類分選等技術和功能,可廣泛應用于深度圖像處理、圖像識別等領域。同時,該設備集診斷、監測、干預于一體,且便捷易攜,具有更廣闊的應用場景。
云物聯手部康復機器人
(應用于手部障礙康復)

Helium M1 Cloud(云物聯手部康復機器人)是研究院旗下邏輯生命團隊(Logic Lab)研發的新一代智慧物聯手部康復機器人。該產品可為患有卒中、外傷等手部障礙的患者提供精準化、數字化康復服務。值得一提的是,Helium M1 Cloud不僅可提供強勁且安全的手部康復動力,更是實現了康復服務的精準化與數字化。Helium M1 Cloud通過云上MQTT服務器可實現設備端、APP、后臺管理數據一體化,實時掌握患者康復進程。接入Logic Link智慧云物聯系統,便可實現醫院康復管理工作智能化、效率化。結合物聯網、大數據及Logic Feature的其他康復機器人,則是一個更完善的康復生態。
神經可視化脊柱微創手術導航系統
(應用于脊柱微創手術)

神經可視化脊柱微創手術機器人導航系統是由研究院旗下精創贏銳團隊研發。產品采用先進的手術器械定位技術,結合前沿的醫學圖像技術及人工智能算法,可在術中提供安全精準導航。其中神經可視化技術,使神經清晰可見。定位系統,則可實現1mm精確定位。原創高仿真圖像重建技術,可減少80%的射線使用,在“零輻射”下實時還原術中場景。該系統解決了“脊柱微創手術醫生資源與患者基數難以匹配”的困境。后續團隊還將持續打造脊柱微創領域的“培訓系統——導航系統——日間手術中心”一體化生態鏈。
經皮穿刺手術機器人
(應用于癌癥精準診斷和治療)

經皮穿刺手術機器人由研究院旗下介入手術機器人團隊研發,用于早期肺癌精準診斷和治療以及心血管介入手術的臨床研究平臺,在將病灶定位方法和定位器械時進行改進的基礎上,探索其臨床療效,以期降低經皮穿刺和心血管介入中的病灶和器械定位的難度以及精準度,通過接收的坐標信息與CT圖像融合重建3D模型,幫助醫生尋找病灶點、提供精準穿刺路徑規劃和實時導航,同時惠及胸腔鏡微創手術等多科室手術操作,縮短手術時間,減少手術并發癥,提高成功率。將有效解決介入穿刺手術難度大、對醫護人員輻射大,不適用于小于10毫米的早期病灶、術中信息量不足等行業痛點。
LightCare P3下肢外骨骼康復機器人
(應用于下肢功能障礙康復)

LightCare P3下肢外骨骼康復機器人是研究院旗下精創石溪團隊研發的一款應用于步態訓練、起坐訓練、行走訓練、平衡訓練、下肢肢體運動訓練、肢體協調性訓練、姿態控制訓練等康復療法的機器人。該產品利用仿生學、人體工學、機器人技術、傳感技術,實時判斷患者運動意圖,提供匹配運動能力,通過對下肢運動功能障礙者髖、膝關節提供助力完成康復訓練,提高康復訓練效率,加速下肢功能康復,提高患者生活質量。
性能特點:提供重復、高頻、準確的步行訓練,糾正異常步態,提升穿戴者的綜合運動能力;主動糾偏訓練,激發患者主動訓練意圖,發揮患者主動行走能力,誘導患者形成正確的核心肌群控制能力;有效步態刺激,自然真實步態行走,提供符合人體力線的地面反作用力刺激 ;全周期康復,除被動訓練外,還提供主動和主被動相結合的多種訓練模式,配合智能評估系統,可根據不同康復階段為用戶定制個性化的康復訓練方案;防誤觸發模塊、急停按鈕以及可移動支撐架等提供多重安全保障。
LightCare P2步態訓練康復機器人
(應用于下肢功能障礙康復)

LightCare P2步態訓練康復機器人是研究院旗下精創石溪團隊研發的一款應用于減重步態訓練,平衡能力訓練,ROM、肌肉及心肺功能訓練,站立訓練等康復療法的機器人。該產品通過通過懸吊方式減輕患者下肢或腰部的承重量,幫助站立功能、平衡功能受限、步態異常的患者安全地進行站立、平衡及步態訓練,通過訓練逐步增強患者下肢肌力、平衡能力,使患者的步行姿態得到改善。
性能特點:動態減重,任意減重重量可調,牽引力有補償,實現更好的減重效果,為患者建立接近生理步態的步行模式;實時視覺反饋,實時觀察自身步行姿態和足底反饋情況,及時糾正異常步態;矯正吊帶背心,可做訓練過程中的髖,膝,踝關節和背部前傾,后傾,側傾的姿勢矯正,安全舒適;情景互動訓練系統,趣味性訓練,激發患者主動訓練意圖,積極主動參與訓練,增強患者主動控制能力;多重安全保護功能,主動停止與被動防護相結合,保障訓練安全。
醫學有限元分析平臺
(應用于臨床疾病診斷和預測)

醫學有限元技術平臺是由研究院旗下醫學有限元團隊傾力打造,聚焦于骨科生物力學、血流動力學、呼吸動力學等醫工交叉等領域,為臨床醫療提供高效準確的模擬仿真技術。憑借多年在腹主動脈瘤、呼吸動力學、肝門靜脈壓力無創檢測的研究經驗和技術積累,技術平臺可為醫學科研和臨床治療提供精準的預測和優化方案,免去復雜且消耗巨大的實際試驗。我們來自臨床,賦能臨床,以精湛的技術切實解決臨床上痛點問題。
持續構建協同共生的醫療創新生態
醫療創新作為提升醫療質量的關鍵因素,一直被認為是如今醫療行業的發展過程中極具價值的一環。
無論是國家政策,還是早期市場,都對此展現出了足夠的“偏愛”。但當前國內科研創新仍處于起步階段,學術創新鏈和產業創新鏈究竟如何打通等問題仍值得深入思考。
回望波士頓從“不宜創新之地”到趕超硅谷,哈佛大學從“追趕者”到“領導者”等等案例,不難發現,其背后幾乎離不開政策引導。但除此之外,更為重要的是機構能夠發揮主觀能動性,整合政府、科研院所、風投機構、創新公司資源搭建獨特的創新閉環,以為創新項目轉化提供協同共生的生態系統。
華西醫療機器人研究院之所以能夠用1年時間孵化9個項目,同時實現多項技術儲備,或許離不開研究院對于“產教融合”、“醫工結合”及產業孵化的聚焦,以及融合政府及行業協會、高校及科研院所,以及企、事業單位各方資源的核心平臺搭建。
正是基于這一平臺,華西醫療機器人研究院才能不斷向外鏈接資源,將醫工交叉科學家、臨床專家引進孵化和自研項目,實現資源互補。同時,培養多學科多領域交叉融合的人才,進一步支撐研究院人才培養和技術轉化。而研究院自身公共技術平臺的搭建則能夠進一步賦能引進孵化項目、自研機器人項目,以及公共技術服務項目,服務于醫療設備全產業鏈。

透過華西醫療機器人研究院,甚至可以看到與哈佛大學轉化創新相似的影子。科研創新既非完全盲目地追逐,也不是天馬行空的想象。只有通過學科交叉融合、醫工結合、產教融合發展,醫學才會有活力,醫療行業才能持續產生穿行,并不斷在創新技術的驅動下向前發展。