国家千人计划特聘专家、清华大学医学院生物医学工程系廖洪恩教授在不久前召开的第二届全国临床检验装备技术与应用学术大会上介绍了微创医学机器人的研究进展。“医生需要在眼、手、脑的有机配合下才能完成诊疗，而智能医学机器人可以为医生提供新的‘眼、手、脑’，为精准检测、诊断和治疗提供一体化，更加便捷、准确的辅助平台。”他指出。
第三只“眼”进行影像融合
我们在医院里经常可以看到，医生这边盯着屏幕观察影像设备，手在另一边进行诊疗操作，其视物与操作不在同一方向上。这并不是一种自然的模式，它不仅涉及医生的习惯性，还涉及医生的眼、手协调性。如果医生眼手不协调，就容易出现失误。那么，能不能实现肉眼直视下的立体影像观察和同步操作呢？
“医学影像信息临床应用的一个重要挑战是实现高精度实时原位立体呈现。医学机器人的影像呈现方式最好是一目了然，在三维空间中完整地呈现图像信息，使医生能够用肉眼直接看到体内情况，而不是以很多断层的方式呈现。”廖洪恩教授说。在这方面，我国科研人员已经研制出基于透镜阵列技术的裸眼三维立体全像显示器。它实现了全真彩色、动画、无偏差、实时显示等立体特性，解决了传统立体显示的空间位置不精确、视觉疲劳等问题，医生可裸眼直接从不同角度观察立体图像。而新型高清晰快速三维成像算法和显示系统，实现了可交互式立体图像合成/显示，22英寸的立体显示器可进行30帧/秒以上的实时图像处理和显示。立体空间透视融合显示系统则将自动扫描对焦系统的透视与常规显微镜的放大功能融合，使显微信息在立体空间中呈现。它可以帮助临床科研人员直接观察细胞行为、反应，探究疾病的形成和发展。
更加灵巧多样的“手”
在外科手术中，医生的手进入人体会受到一定空间限制，而医学机器人的核心部件——机械手很小、很灵活。常用的机械手有针持、抓钳、剪刀等多种装置，每条臂都有很多细小的关节，可以完成一些人手无法完成的动作。
廖洪恩教授介绍，科研人员开发出不同类型的，超越外科医生灵巧双手的智能器械，例如新的蛇形机器人。传统蛇形机器人通过钢丝绳在前部进行控制，虽然灵活度高，但是把控制精度和把持力度、强度不足。新型器械由数十个杠杆组合而成，采用后控制模式，使得操作更加灵活、便捷，还可以被远程控制。
世界上一些国家和地区对于堕胎有限制。近年来，科研人员对胎儿外科进行了深入研究，试图对子宫中的胎儿进行疾病干预。廖洪恩教授介绍，胎儿外科关系到母亲和胎儿两大主体。胎儿非常柔软，而且泡在羊水里是动态浮动的，进行手术固定和操作都十分困难，这就对器械提出了极高的要求。胎儿外科微创手术器械的尺寸应在3毫米左右，而且需要通过其空间使用其他治疗器械，此前几乎所有器械都无法满足这种要求。近年来，科研人员研制出手术支援柔软型机器人，结合三维超声波图像导航技术，使胎儿在微创环境下的治疗成为可能。
高效融合检诊信息的“脑”
“光有手和眼是不够的，医生还需要用脑进行判断和控制。”廖洪恩教授说，智能医学机器人能够根据体外、体外影像系统提供的信息进行影像学分析，对细胞、组织机能进行测量和分析，观察细胞应答，从而给靶向药物治疗提供依据，并对微创环境下的诊疗进行导航定位。
廖洪恩还表示，医疗包括预防、检测、诊断、治疗和康复等领域。目前，这些领域相对独立。智能医学机器人涉及光、声、热、电磁、物理、化学、基因、抗体等多领域信息，是理、工、药、医等学科的融合。它的发展方向是通过技术的不断融合实现检诊治一体化，为临床提供更好的判断，实现精准医疗模式。目前，科学界已进行诊疗一体化及可视化的论证性研究及临床应用；研制出融合多模态影像（磁共振图像、荧光分子成像）的精确诊断和空间显示技术；对图像引导高精度微创荧光诊断和激光治疗系统进行了验证，该系统可在体内进行荧光激发、诱导和采集，判断肿瘤边界，进行病理比较，分析治疗结果，激光治疗装置被藏于内镜中，医生发现问题就可以直接进行治疗，实现“指到哪打到哪”。
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