这个很牛的手术机器人，竟源于那个小女孩的哭声
转自：中国科学报
文｜《中国科学报》记者沈春蕾
“在工艺上，有没有可能像梳子一样再打几个孔，提高激光的治疗效率？”
面对首都医科大学附属北京天坛医院副院长贾旺提出的需求，华科精准（北京）医疗科技有限公司（以下简称华科精准）联合创始人兼首席技术官刘文博及其团队正在着手进行研发。
近日，《中国科学报》记者一行来到华科精准，见到有一双特殊眼睛的机器人。“我们这台手术机器人用眼睛左看看、右看看，就能在开颅手术中帮助精准定位并完成手术。”刘文博介绍道。
这看似轻松、简单的介绍背后，是企业、高校、医院三方产学研合作的成果。
激光消融替代开颅手术
2021年，贾旺团队采用磁共振引导下脑转移瘤激光消融术，成功为一名69岁的女性患者进行肿瘤消融。团队通过远程控制手术机器人对患者实施了3次消融，共1150秒，消融病灶3020.93立方毫米。手术后第二天，该患者就能够正常下床活动。
据介绍，激光消融术是一种新的脑肿瘤治疗技术，通过术中磁共振的帮助，可以实时对脑肿瘤、癫痫病灶、放射性坏死等病变组织实施热疗，实现精准消灭，同时不破坏病变周围正常的脑组织和神经血管结构。
“由于患者年龄较大，有多次手术史，还患有糖尿病，做开颅手术风险较高。”贾旺说，“综合评估患者肿瘤的生长部位、大小后，我们给出的手术方案是激光消融术。”
“简单来说，激光消融术就是把激光送进去、把肿瘤消融掉的过程。手术需要在磁共振定向引导下精准输送光纤，再由光纤对肿瘤进行消融。”贾旺介绍，相比传统的治疗手段，激光消融术具有消融范围精准可控、误差小，对病变周围正常结构几乎没有损伤，以及手术创伤小、手术时间短、患者恢复快等优势。
完成这套手术方案的主要“功臣”是一台由华科精准研发的手术机器人。机器人将直径1.8毫米的光纤精准置入颅脑深部病变区域，然后持续均匀发射激光，致使肿瘤细胞失活，最终达到微创治疗效果。
“我们在创业之初就希望专注于神经外科这个领域，研发出一系列具有创新性的医疗器械，推动神经外科向微创化和精准化发展。”刘文博说。
刘文博带领研发团队首先研制了神经外科手术机器人，帮助医生进行微创的手术定位，接着研制了神经外科手术导航系统，帮助医生进行开颅手术的精准定位，而最新研发的磁共振引导下的激光消融系统则可以帮助神经外科医生施行微创、精准的消融手术。
无法忘记的小女孩
“我爸是医生，我妈是护士，从小我就对医学很感兴趣。”毕业于清华大学生物医学工程系的刘博文每两周就会回到母校，回到他熟悉的实验室，跟他的导师、清华大学生物医学工程系执行系主任王广志一起探讨技术方面的问题。
在导师眼中，刘文博是一名非常勤奋的学生。他们实验室里摆放的一台神经外科手术导航系统就是刘文博攻读博士学位期间和同学一起搭建的，刘文博主要参与了软件的开发。
自2015年华科精准成立以来，刘文博就将目光瞄准了磁共振引导下的激光消融技术。“当时国内还没有相关的技术产品，国外的产品也没有获批进入中国。”他回忆道，“如果我们率先突破该技术，就能向中国脑疾病患者打开一扇窗。”
选择攻关脑疾病跟刘文博读书期间观摩的一场癫痫病手术有关。“那场癫痫病手术需要给病人上头架，用4颗钉子将其钉到头骨上。整个操作过程不仅复杂，而且必须在病人清醒状态下进行，无法进行全麻。”刘文博永远无法忘记手术台上躺着的那个十一二岁的小女孩，她疼到表情扭曲，哭声在刘文博耳边久久回荡。
这坚定了刘文博“自主研发、勇往直前”的信念。然而，他此前的研究主要围绕机器人导航展开，激光消融技术对他来说是一项新挑战。“该技术还没有经过中国医生的临床检验，只是在国外有较快的发展势头，国内的技术和市场前景尚未可知。”
今年4月，由首都医科大学附属北京天坛医院、华科精准、清华大学等机构合作研发的磁共振引导激光消融治疗系统获国家药品监督管理局批准上市。该系统实现了术前消融范围和路径规划、术中颅内温度实时监测和组织消融区域评估等全流程智能化，解决了脑外科微创手术缺乏过程结果反馈的难题。
选择了技术上最难的路
失之毫厘，谬以千里。神经外科手术的精准度是以毫米计算的，微小的操作误差会产生迥异的结果。
华科精准为什么选择研发对精准度要求如此高的神经外科手术机器人？刘文博告诉记者，这跟创始团队有很大关系。华科精准的另外两位创始人分别是毕业于北京大学医学部的王岢和毕业于西安交通大学医学部的吴迪。
王岢在医疗领域积累了丰富的临床、科研和经营经验，目前负责华科精准的市场销售工作；吴迪曾就职于首都医科大学附属宣武医院，他所负责的颅内电极系列产品已在国内百余家医疗机构安全使用近10年，目前负责华科精准的法规和生产工作。
回首创业历程，刘文博称自己是创业大军中的幸运儿，一路披荆斩棘、过五关斩六将，最终在志同道合的创业团队支持下，带领华科精准步入发展的正轨。
刘文博介绍，目前神经外科手术机器人已在国内150多家医院实现了癫痫、帕金森病、颅内肿瘤、脑出血等疾病的手术治疗应用，完成各类手术1万多例。
“这几年在手术机器人的基础上，我们做了一系列新技术的研发。”刘文博透露，“在神经外科手术机器人领域，我们重点研发了3D结构光技术，希望能够替代原有的激光扫描技术。在保证甚至提高精度的前提下，该技术能快速、智能地帮助医生完成病人注册的整个流程。”
“我们选择了一条技术上最难的道路，但最难的路往往是最对的路。”刘文博感叹道，“能够研制出手术机器人这么一个很牛的东西，是一件特别让人兴奋的事情。”
《中国科学报》(2023-07-24第4版转移转化)
编辑|赵路