?通過游戲引擎,公司可以開發(fā)出各種游戲。而通過手術引擎,云百生可以定制各類機器人,將手術機器人的開發(fā)周期壓縮到三個月左右,成本僅需一、兩百萬(每臺成本不含定制開發(fā)費用)。

劉芳德認為,在外科4．0時代,手術機器人要在智能化和應用方面發(fā)展,不止做醫(yī)生眼和手的延伸。

手術機器人的未來在基層

總體來看,手術機器人行業(yè)仍處在發(fā)展初期,大部分的機器人產(chǎn)品都還在研發(fā)和臨床試驗階段,商業(yè)化規(guī)模有限。

手術機器人的市場普及率較低,部分原因在于它雖然能夠幫助醫(yī)務人員提升手術效率與精準度,但開發(fā)成本高、售價高,一次開機就可能花費上萬元。

達芬奇機器人自2006年引入中國,在手術機器人行業(yè)長期占據(jù)壟斷地位,售價曾高達2000萬人民幣。

云百生創(chuàng)始人劉芳德認為,手術機器人的未來在基層。對于高難度的手術,再好的機器人也比不過專家數(shù)十年的經(jīng)驗。即使是最先進的機器人,也只能達到頂尖醫(yī)生70%的水平。但是手術機器人可以幫助初級醫(yī)生進行學習,在幾個月內(nèi)達到和從業(yè)十幾年的專家一樣的水平。

劉博士認為手術機器人最大的意義就在于幫助初級醫(yī)生快速掌握手術,提升基層的醫(yī)療水平。

為了在基層布局,云百生努力實現(xiàn)低成本和高服務質(zhì)量。公司利用核心技術縮短手術機器人的生產(chǎn)周期,控制成本,同時爭取做“傻瓜式”的機器人產(chǎn)品,簡化使用流程。

脫胎于骨科機器人Mako的研發(fā)團隊

本科就讀于哈爾濱工業(yè)大學,劉芳德主要向工業(yè)機器人的方向發(fā)展。后來他去英國讀博,學習計算機圖形圖像,接觸到了許多醫(yī)療方面的知識與應用。

憑借在機器人、圖像圖形方面的經(jīng)驗知識,他最終留在帝國理工學院領導手術機器人的研發(fā)工作。在進行手術機器人和大數(shù)據(jù)開發(fā)工作時,劉芳德看見了手術機器人的臨床潛力,中國市場存在一片藍海。

在進口手術機器人占主流的情況下,中國應該積極開發(fā)自己的國產(chǎn)品牌,降低手術機器人的應用門檻。

云百生最初成立于英國,開展AI、機器人、3D打印等方面的業(yè)務。回中國本是為了拓展市場,卻與啟明醫(yī)療找到了共同的合作方向——將技術應用于結(jié)構心臟病領域。最終,團隊選擇在杭州落腳,成立了杭州湖西云百生科技有限公司。

團隊中的兩位合伙人都來自帝國理工學院。其中一位合伙人Ferdinando Rodriguez y Baena是骨科手術機器人 ACRobot的核心發(fā)明人之一,這是世界上首個使用active constaint技術的骨科手術機器人,這項力控技術后來被授權給骨科機器人Mako。

另一位合伙人郭毅可院士是帝國理工學院數(shù)據(jù)科學研究所的所長,他活躍在大數(shù)據(jù)領域,所開發(fā)的大數(shù)據(jù)平臺成為全球轉(zhuǎn)化醫(yī)學的事實標準。

二十幾年來,云百生不斷完善機器人的手術導航和力控技術,實現(xiàn)在軟組織上的超聲引導與力控,將手術機器人的應用擴展到神經(jīng)外科、結(jié)構心臟病和眼科領域。團隊招募了影像導航、機器人、大數(shù)據(jù)方面的共20名左右的人才,并仍在不斷地擴充隊伍,為公司的發(fā)展做完善的人才布局。

手術引擎開發(fā)機器人

中國的手術機器人起步較晚,但在一系列政策和市場需求的推動下,發(fā)展態(tài)勢良好,許多中國“達芬奇”紛紛冒出頭來。

云百生卻有不同的發(fā)展路徑,“我們不走國產(chǎn)替代路線,不做中國的‘達芬奇’,去分現(xiàn)有市場的一杯羹,而是要去開拓新領域,滿足臨床最為迫切的需求?！?/p>

湖西云百生的“看家本領”是一個手術引擎的平臺。通過這個引擎,公司能夠根據(jù)不同客戶的需求,配置相應的軟件、硬件,快速開發(fā)出各種類型的手術機器人。

劉芳德用游戲引擎來類比手術引擎?！巴ㄟ^游戲引擎,公司可以開發(fā)出各種游戲。我們不只是游戲公司,更像是游戲引擎的開發(fā)商,幫助其他游戲公司來開發(fā)游戲?！笔中g引擎就像新手村的“外掛”,幫助中國的醫(yī)療器械公司快速成長為機器人手術公司。

云百生把重點放在二類醫(yī)療器械上,研發(fā)超聲、活檢等領域的機器人,同時為客戶開發(fā)關節(jié)置換、心臟介入等方面的機器人。

該公司開發(fā)獨有的動態(tài)計量與校準技術,將手術機器人的精度提升了十倍,同時還能做到快速開機,將機器人的手術準備時間從一兩個小時降低到幾毫秒。

此外,研究人員在不斷優(yōu)化機器人的力控技術。想要機器人真正走進人們的生活,就不能滿足于簡單的位置控制。在云百生之前的試驗中,擁有力控技術的手術機器人可以在雞蛋殼上進行操作而不讓雞蛋液流出,或是在果凍表面刻字,不讓果凍變形。

在新冠疫情期間,云百生與深圳羅湖醫(yī)院合作研發(fā)了鼻咽拭子機器人。這款機器人通過激光雷達定位500多個標志點來準確識別人臉,再利用逐像素配準技術定位鼻腔位置。此外,它采用高精度動力學標定系統(tǒng)來進行實時路徑規(guī)劃,使棉簽能夠準確到達采樣位置,再通過力反饋進行旋轉(zhuǎn)采樣。

據(jù)劉芳德博士介紹,鼻咽拭子機器人能夠在1分鐘內(nèi)做完1次檢測。

手術導航在云端,按秒收費

數(shù)字化醫(yī)療落地,繞不開成本二字。手術導航系統(tǒng)幫助醫(yī)務人員實現(xiàn)精準醫(yī)療,但實施成本高,目前還無法在醫(yī)療領域?qū)嵤┐笠?guī)模布局。另外,將手術導航引入基層,還會面臨閑置率高的問題。

云百生推出的5G云手術導航系統(tǒng)是首家基于5G、通過高性能GPU實時處理復雜醫(yī)學影像的系統(tǒng)。

為了在基層落地,5G云手術導航要快,從響應云桌面操作到顯示實施影像、過程跟蹤、結(jié)果數(shù)據(jù)傳送至云桌面,整個過程數(shù)據(jù)延時僅37ms;要實惠,系統(tǒng)被放在云端,通過瀏覽器就能使用,做到按秒收費;要簡單,醫(yī)務人員在一到兩個月之內(nèi)就可以熟練使用導航系統(tǒng)開展手術。

云百生希望在不斷提高服務質(zhì)量的同時,降低基層醫(yī)院的使用成本。

在合作伙伴啟明醫(yī)療的指導下,云百生開發(fā)了主動脈置換手術遠程智能篩查系統(tǒng)。這個系統(tǒng)主要是用于早期篩查,幫助判斷哪些病人需要做經(jīng)導管主動脈瓣置換術(TAVR)。這類手術的診治一般需要多學科協(xié)作,而基層醫(yī)生經(jīng)驗有限,并不知道相關患者可以進行TAVR治療。

通過篩查系統(tǒng)的檢測,醫(yī)生就可以更準確地判斷患者是否需要進行治療?！搬t(yī)生上傳到云端的圖像會有幾百幀的數(shù)據(jù),我們的技術可以利用AI在幾百幀的數(shù)據(jù)中識別出心臟瓣膜的情況,提供給醫(yī)生更準確的測量結(jié)果。”劉芳德介紹道。

目前,云百生正在積極開展結(jié)構性心臟病、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、關節(jié)置換三大領域的產(chǎn)業(yè)布局,與中國第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院、中國浙江大學第二附屬醫(yī)院達成緊密合作。

此外,公司與羅湖醫(yī)院的合作吸引了一批非醫(yī)療領域的客戶,他們期望將云百生的技術用于柔性生產(chǎn)、紡織、化工的品控等工業(yè)領域。