支氣管鏡機(jī)器人作為世界呼吸介入領(lǐng)域最新前沿技術(shù)，目前全球只有少數(shù)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了成熟的臨床應(yīng)用。近期，上海市肺科醫(yī)院引進(jìn)了Ion支氣管鏡機(jī)器人，并在其輔助下為一位患者進(jìn)行了肺結(jié)節(jié)穿刺手術(shù)。
Ion系統(tǒng)支氣管鏡機(jī)器人搭載了很多先進(jìn)設(shè)備，包括支氣管導(dǎo)航光纖定位導(dǎo)管、支氣管導(dǎo)航可視化探頭、支氣管導(dǎo)航光纖定位導(dǎo)管導(dǎo)引器等。它能夠輔助醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中，將消融設(shè)備遞送到目標(biāo)位置，即大小在2厘米以下且與支氣管沒(méi)有直接通向的結(jié)節(jié)部位，還可以像打靶一樣對(duì)準(zhǔn)結(jié)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)穿刺。
推進(jìn)肺結(jié)節(jié)的早診早治
在所有惡性腫瘤中，肺癌的發(fā)病率和死亡率高居榜首，而早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)治療是提高肺癌治愈率的關(guān)鍵。上海市肺科醫(yī)院內(nèi)鏡中心副主任顧曄介紹，Ion支氣管鏡機(jī)器人可以做到診治一體化，也就是在一次手術(shù)中同步完成診斷和治療。
相比傳統(tǒng)手段，Ion支氣管鏡機(jī)器人提高了肺癌的早期診斷率。“傳統(tǒng)手段的診斷率在70%左右，而Ion支氣管鏡機(jī)器人的診斷率可以接近90%。”顧曄指出，利用該機(jī)器人可對(duì)早期肺結(jié)節(jié)病人進(jìn)行篩查。
上海市肺科醫(yī)院臨床研究中心主任、腫瘤科副主任、內(nèi)科教研室副主任蘇春霞教授介紹，在一項(xiàng)應(yīng)用Ion系統(tǒng)對(duì)外周肺結(jié)節(jié)的前瞻性、多中心、多階段的單臂研究中，研究團(tuán)隊(duì)從美國(guó)6家中心招募了365位患者。結(jié)果顯示，總體導(dǎo)航成功率超過(guò)98%，活檢成功率達(dá)到94.6%，惡性腫瘤診斷靈敏度為85.2%。首次在較大樣本中，證明了Ion機(jī)器人支氣管鏡的高診斷性和安全性。
篩查出肺部結(jié)節(jié)不難，但要準(zhǔn)確找到病灶的位置卻不簡(jiǎn)單。顧曄告訴記者，人體肺部氣管盤根錯(cuò)節(jié)，形狀如同一棵有很多樹(shù)杈的樹(shù)。對(duì)肺結(jié)節(jié)的診斷治療就像是穿過(guò)層層枝杈摘取某一個(gè)樹(shù)枝上的蘋果，途中可能要拐好幾個(gè)彎，因此必須通過(guò)導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)定位。
此前，為了準(zhǔn)確找到結(jié)節(jié)的位置，人們發(fā)明了超聲氣管鏡以及電磁導(dǎo)航、虛擬導(dǎo)航技術(shù)。其中，超聲氣管鏡能夠探查氣管結(jié)構(gòu)，電磁導(dǎo)航和虛擬導(dǎo)航技術(shù)則起到輔助定位和引導(dǎo)的作用。但這些技術(shù)均存在瓶頸，比如較難定位距離氣管很遠(yuǎn)的結(jié)節(jié)等。
而Ion支氣管鏡機(jī)器人卻能身處人體氣管“迷宮”不迷路，這是如何做到的呢？
顧曄介紹，Ion支氣管鏡機(jī)器人采用形變記憶定位法，可通過(guò)光纖形狀傳感系統(tǒng)感知計(jì)算出當(dāng)前導(dǎo)管的形狀和彎曲度。這相當(dāng)于為消融肺部結(jié)節(jié)的穿刺針安裝了GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)。“有了這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)，在人的呼吸過(guò)程中，一旦肺部結(jié)節(jié)位置發(fā)生變化，機(jī)器人便可以實(shí)時(shí)監(jiān)控‘捕捉’，醫(yī)生則能夠根據(jù)屏幕上的實(shí)時(shí)圖像，精準(zhǔn)鎖定結(jié)節(jié)位置。”顧曄說(shuō)，此外，Ion系統(tǒng)還能基于肺部CT圖像對(duì)肺部氣管進(jìn)行三維重建，幫助醫(yī)生規(guī)劃最佳手術(shù)路徑。
在樹(shù)狀氣管里“行穩(wěn)致遠(yuǎn)”
“人體內(nèi)部普通的氣管直徑只有6毫米，相當(dāng)于一根鉛筆的直徑。而有些肺癌結(jié)節(jié)會(huì)隱藏在直徑更細(xì)的肺外周支氣管中。”顧曄說(shuō)，能在氣管“迷宮”里“行穩(wěn)致遠(yuǎn)”是Ion支氣管鏡機(jī)器人需要具備的另一大特質(zhì)。
隨著氣管、支氣管向下分支，肺周支氣管形成管腔直徑逐級(jí)變小的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，而超過(guò)70%的肺癌結(jié)節(jié)就隱藏在肺外周支氣管中。導(dǎo)管越細(xì)，其可以到達(dá)的外周支氣管越多，能篩查的肺結(jié)節(jié)比例越高，可增加活檢的到達(dá)率。
顧曄介紹，Ion支氣管鏡機(jī)器人的導(dǎo)管直徑達(dá)3.5毫米，基本上可以進(jìn)入第八級(jí)、第九級(jí)以后的支氣管，這使得機(jī)器人能夠在肺部“迷宮”里走得更遠(yuǎn)。
以往醫(yī)生手動(dòng)控制插入肺部的導(dǎo)管角度和彎曲度，存在一定局限性。一方面，由醫(yī)生手動(dòng)操控的導(dǎo)管無(wú)法深入到支氣管更深更遠(yuǎn)的位置；另一方面，人為操作無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保持一個(gè)狀態(tài)一動(dòng)不動(dòng)，因此會(huì)使導(dǎo)管出現(xiàn)細(xì)微移動(dòng)。在Ion支氣管鏡機(jī)器人的輔助下，醫(yī)生可以通過(guò)操控臺(tái)的滾軸精準(zhǔn)控制導(dǎo)管的前進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的移動(dòng)控制，并且可以在手術(shù)中長(zhǎng)時(shí)間將導(dǎo)管固定在一個(gè)位置上。
直觀復(fù)星醫(yī)療器械技術(shù)（上海）有限公司Ion業(yè)務(wù)總監(jiān)上官澤敏說(shuō)：“Ion系統(tǒng)由單個(gè)機(jī)械臂控制導(dǎo)管通過(guò)牽拉導(dǎo)管內(nèi)的鋼絲，來(lái)調(diào)整導(dǎo)管遠(yuǎn)端的形狀和位置。到達(dá)肺部結(jié)節(jié)后，醫(yī)生可以把導(dǎo)管位置鎖定。”
“手術(shù)中，導(dǎo)管彎曲半徑要控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，才能保證不同的器械能夠遞送進(jìn)去。”顧曄說(shuō)，Ion支氣管鏡機(jī)器人能為醫(yī)生標(biāo)注并數(shù)字化顯示導(dǎo)管的彎曲角度，從而進(jìn)一步提高醫(yī)生手術(shù)的精準(zhǔn)度。
與以往通過(guò)經(jīng)皮穿刺手術(shù)相比，Ion系統(tǒng)以微創(chuàng)的方式進(jìn)行，利用人體氣管自然的腔道更加“絲滑”地進(jìn)入到人體更深的肺部氣道，并精準(zhǔn)抵達(dá)結(jié)節(jié)部位，這大大提高了手術(shù)的安全性，同時(shí)又降低了并發(fā)癥的發(fā)生率，幫助患者在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，減少了治療過(guò)程中的不適。“原來(lái)經(jīng)皮穿刺手術(shù)只能針對(duì)一側(cè)的肺部進(jìn)行穿刺，而且會(huì)發(fā)生氣胸。機(jī)器人通過(guò)氣管通道可以同時(shí)針對(duì)多個(gè)結(jié)節(jié)進(jìn)行穿刺，出現(xiàn)氣胸的概率也會(huì)非常低。”顧曄表示。
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臨床應(yīng)用仍需探索
業(yè)內(nèi)專家表示，未來(lái)支氣管鏡機(jī)器人可以與人工智能技術(shù)結(jié)合，自動(dòng)識(shí)別路徑，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。
作為一項(xiàng)剛剛落地國(guó)內(nèi)的技術(shù)，支氣管鏡機(jī)器人還需要結(jié)合臨床做進(jìn)一步的探索研究。上海市肺科醫(yī)院基于Ion支氣管鏡機(jī)器人的應(yīng)用效果，圍繞亞洲人群的特點(diǎn)，展開(kāi)了一系列臨床研究，如針對(duì)肺結(jié)節(jié)的哪些部位可以進(jìn)行診斷治療，成功率能夠達(dá)到多少，針對(duì)亞洲人群患者還有哪些改進(jìn)方向或操作技巧……
此外，Ion支氣管鏡機(jī)器人只是應(yīng)用于肺結(jié)節(jié)單一病種的診斷治療，未來(lái)能否將這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)用于更多肺部疾病的診斷治療？目前，上海市肺科醫(yī)院正在聯(lián)合產(chǎn)業(yè)力量對(duì)該款機(jī)器人進(jìn)行技術(shù)革新，讓這項(xiàng)成果能夠惠及更多肺部疾病的患者。
支氣管鏡機(jī)器人作為世界呼吸介入領(lǐng)域最新前沿技術(shù)，目前全球只有少數(shù)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了成熟的臨床應(yīng)用。近期，上海市肺科醫(yī)院引進(jìn)了Ion支氣管鏡機(jī)器人，并在其輔助下為一位患者進(jìn)行了肺結(jié)節(jié)穿刺手術(shù)。
Ion系統(tǒng)支氣管鏡機(jī)器人搭載了很多先進(jìn)設(shè)備，包括支氣管導(dǎo)航光纖定位導(dǎo)管、支氣管導(dǎo)航可視化探頭、支氣管導(dǎo)航光纖定位導(dǎo)管導(dǎo)引器等。它能夠輔助醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中，將消融設(shè)備遞送到目標(biāo)位置，即大小在2厘米以下且與支氣管沒(méi)有直接通向的結(jié)節(jié)部位，還可以像打靶一樣對(duì)準(zhǔn)結(jié)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)穿刺。
推進(jìn)肺結(jié)節(jié)的早診早治
在所有惡性腫瘤中，肺癌的發(fā)病率和死亡率高居榜首，而早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)治療是提高肺癌治愈率的關(guān)鍵。上海市肺科醫(yī)院內(nèi)鏡中心副主任顧曄介紹，Ion支氣管鏡機(jī)器人可以做到診治一體化，也就是在一次手術(shù)中同步完成診斷和治療。
相比傳統(tǒng)手段，Ion支氣管鏡機(jī)器人提高了肺癌的早期診斷率。“傳統(tǒng)手段的診斷率在70%左右，而Ion支氣管鏡機(jī)器人的診斷率可以接近90%。”顧曄指出，利用該機(jī)器人可對(duì)早期肺結(jié)節(jié)病人進(jìn)行篩查。
上海市肺科醫(yī)院臨床研究中心主任、腫瘤科副主任、內(nèi)科教研室副主任蘇春霞教授介紹，在一項(xiàng)應(yīng)用Ion系統(tǒng)對(duì)外周肺結(jié)節(jié)的前瞻性、多中心、多階段的單臂研究中，研究團(tuán)隊(duì)從美國(guó)6家中心招募了365位患者。結(jié)果顯示，總體導(dǎo)航成功率超過(guò)98%，活檢成功率達(dá)到94.6%，惡性腫瘤診斷靈敏度為85.2%。首次在較大樣本中，證明了Ion機(jī)器人支氣管鏡的高診斷性和安全性。
篩查出肺部結(jié)節(jié)不難，但要準(zhǔn)確找到病灶的位置卻不簡(jiǎn)單。顧曄告訴記者，人體肺部氣管盤根錯(cuò)節(jié)，形狀如同一棵有很多樹(shù)杈的樹(shù)。對(duì)肺結(jié)節(jié)的診斷治療就像是穿過(guò)層層枝杈摘取某一個(gè)樹(shù)枝上的蘋果，途中可能要拐好幾個(gè)彎，因此必須通過(guò)導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)定位。
此前，為了準(zhǔn)確找到結(jié)節(jié)的位置，人們發(fā)明了超聲氣管鏡以及電磁導(dǎo)航、虛擬導(dǎo)航技術(shù)。其中，超聲氣管鏡能夠探查氣管結(jié)構(gòu)，電磁導(dǎo)航和虛擬導(dǎo)航技術(shù)則起到輔助定位和引導(dǎo)的作用。但這些技術(shù)均存在瓶頸，比如較難定位距離氣管很遠(yuǎn)的結(jié)節(jié)等。
而Ion支氣管鏡機(jī)器人卻能身處人體氣管“迷宮”不迷路，這是如何做到的呢？
顧曄介紹，Ion支氣管鏡機(jī)器人采用形變記憶定位法，可通過(guò)光纖形狀傳感系統(tǒng)感知計(jì)算出當(dāng)前導(dǎo)管的形狀和彎曲度。這相當(dāng)于為消融肺部結(jié)節(jié)的穿刺針安裝了GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)。“有了這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)，在人的呼吸過(guò)程中，一旦肺部結(jié)節(jié)位置發(fā)生變化，機(jī)器人便可以實(shí)時(shí)監(jiān)控‘捕捉’，醫(yī)生則能夠根據(jù)屏幕上的實(shí)時(shí)圖像，精準(zhǔn)鎖定結(jié)節(jié)位置。”顧曄說(shuō)，此外，Ion系統(tǒng)還能基于肺部CT圖像對(duì)肺部氣管進(jìn)行三維重建，幫助醫(yī)生規(guī)劃最佳手術(shù)路徑。
在樹(shù)狀氣管里“行穩(wěn)致遠(yuǎn)”
“人體內(nèi)部普通的氣管直徑只有6毫米，相當(dāng)于一根鉛筆的直徑。而有些肺癌結(jié)節(jié)會(huì)隱藏在直徑更細(xì)的肺外周支氣管中。”顧曄說(shuō)，能在氣管“迷宮”里“行穩(wěn)致遠(yuǎn)”是Ion支氣管鏡機(jī)器人需要具備的另一大特質(zhì)。
隨著氣管、支氣管向下分支，肺周支氣管形成管腔直徑逐級(jí)變小的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，而超過(guò)70%的肺癌結(jié)節(jié)就隱藏在肺外周支氣管中。導(dǎo)管越細(xì)，其可以到達(dá)的外周支氣管越多，能篩查的肺結(jié)節(jié)比例越高，可增加活檢的到達(dá)率。
顧曄介紹，Ion支氣管鏡機(jī)器人的導(dǎo)管直徑達(dá)3.5毫米，基本上可以進(jìn)入第八級(jí)、第九級(jí)以后的支氣管，這使得機(jī)器人能夠在肺部“迷宮”里走得更遠(yuǎn)。
以往醫(yī)生手動(dòng)控制插入肺部的導(dǎo)管角度和彎曲度，存在一定局限性。一方面，由醫(yī)生手動(dòng)操控的導(dǎo)管無(wú)法深入到支氣管更深更遠(yuǎn)的位置；另一方面，人為操作無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保持一個(gè)狀態(tài)一動(dòng)不動(dòng)，因此會(huì)使導(dǎo)管出現(xiàn)細(xì)微移動(dòng)。在Ion支氣管鏡機(jī)器人的輔助下，醫(yī)生可以通過(guò)操控臺(tái)的滾軸精準(zhǔn)控制導(dǎo)管的前進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的移動(dòng)控制，并且可以在手術(shù)中長(zhǎng)時(shí)間將導(dǎo)管固定在一個(gè)位置上。
直觀復(fù)星醫(yī)療器械技術(shù)（上海）有限公司Ion業(yè)務(wù)總監(jiān)上官澤敏說(shuō)：“Ion系統(tǒng)由單個(gè)機(jī)械臂控制導(dǎo)管通過(guò)牽拉導(dǎo)管內(nèi)的鋼絲，來(lái)調(diào)整導(dǎo)管遠(yuǎn)端的形狀和位置。到達(dá)肺部結(jié)節(jié)后，醫(yī)生可以把導(dǎo)管位置鎖定。”
“手術(shù)中，導(dǎo)管彎曲半徑要控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，才能保證不同的器械能夠遞送進(jìn)去。”顧曄說(shuō)，Ion支氣管鏡機(jī)器人能為醫(yī)生標(biāo)注并數(shù)字化顯示導(dǎo)管的彎曲角度，從而進(jìn)一步提高醫(yī)生手術(shù)的精準(zhǔn)度。
與以往通過(guò)經(jīng)皮穿刺手術(shù)相比，Ion系統(tǒng)以微創(chuàng)的方式進(jìn)行，利用人體氣管自然的腔道更加“絲滑”地進(jìn)入到人體更深的肺部氣道，并精準(zhǔn)抵達(dá)結(jié)節(jié)部位，這大大提高了手術(shù)的安全性，同時(shí)又降低了并發(fā)癥的發(fā)生率，幫助患者在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，減少了治療過(guò)程中的不適。“原來(lái)經(jīng)皮穿刺手術(shù)只能針對(duì)一側(cè)的肺部進(jìn)行穿刺，而且會(huì)發(fā)生氣胸。機(jī)器人通過(guò)氣管通道可以同時(shí)針對(duì)多個(gè)結(jié)節(jié)進(jìn)行穿刺，出現(xiàn)氣胸的概率也會(huì)非常低。”顧曄表示。
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臨床應(yīng)用仍需探索
業(yè)內(nèi)專家表示，未來(lái)支氣管鏡機(jī)器人可以與人工智能技術(shù)結(jié)合，自動(dòng)識(shí)別路徑，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。
作為一項(xiàng)剛剛落地國(guó)內(nèi)的技術(shù)，支氣管鏡機(jī)器人還需要結(jié)合臨床做進(jìn)一步的探索研究。上海市肺科醫(yī)院基于Ion支氣管鏡機(jī)器人的應(yīng)用效果，圍繞亞洲人群的特點(diǎn)，展開(kāi)了一系列臨床研究，如針對(duì)肺結(jié)節(jié)的哪些部位可以進(jìn)行診斷治療，成功率能夠達(dá)到多少，針對(duì)亞洲人群患者還有哪些改進(jìn)方向或操作技巧……
此外，Ion支氣管鏡機(jī)器人只是應(yīng)用于肺結(jié)節(jié)單一病種的診斷治療，未來(lái)能否將這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)用于更多肺部疾病的診斷治療？目前，上海市肺科醫(yī)院正在聯(lián)合產(chǎn)業(yè)力量對(duì)該款機(jī)器人進(jìn)行技術(shù)革新，讓這項(xiàng)成果能夠惠及更多肺部疾病的患者。
本文鏈接：支氣管鏡機(jī)器人：穿梭氣管“迷宮” 診療同步進(jìn)行http://www.sq15.cn/show-2-10831-0.html
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