行走在生命禁区,天智航为全球“打样”

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  如今,人们因颈椎引发的病症越来越多,这也成为大多数上班族、白领的通病。脊柱,作为人的“生命中枢”是一个十分重要的部位。在医学领域,脊柱手术一直是骨科手术界的“硬骨头”。
  天智航是一家中关村从事高端医疗器械研发、生产和销售的高科技企业,其研发的第三代国产手术机器人天玑临床精度达到0.8mm,一举打破脊柱手术机器人的国外垄断,为医生和患者提供了一种新的可能。十多年来,天玑手术机器人已协助医生开展骨科手术超万例,天智航已经形成了以骨科手术导航定位机器人为核心的产品和服务体系。

“天玑”横空出世


  2015年8月12日,世界上第一例复杂上颈椎畸形机器人辅助内固定手术在北京积水潭医院实施,主刀医生是时任北京积水潭医院院长田伟。
  手术现场,一名43岁的男性患者,严重寰枢椎先天畸形合并颅底凹陷。通过CT扫描图像找螺钉通道,医生发现右侧完全无路可走,只有左侧有一条紧挨大动脉和脊髓、仅剩4毫米宽的钉道。



  只见一台X光机对患者实行三维影像扫描,图像被同步传输至骨科手术机器人系统。田伟在导航系统屏幕上设计好钉道,机器人的机械臂将手术工具精确定位到手术位置,套筒指向目的钉道的进钉点。田伟沿着套筒钻入导针,插入患者身体内部,确认位置无误后,再把一枚直径4毫米的空心螺钉套进导针固定、拔出导针。之后,他对患者再次扫描,确认螺钉位置与规划的一致。
  手术成功了,误差不到1毫米。这是世界上首例机器人辅助上颈椎手术,让全球医疗界震惊。
  上颈椎,是世界上公认最难、最危险的手术部位。手术中很容易把钉子打到神经上或大血管里:椎动脉堵,会引发脑梗;椎动脉破,会大出血;打到脊髓伤了神经,病人会立马瘫痪。
  早在2000年起,在国家相关科研课题的支持下,临床专家与工程专家进行思想碰撞,开始了我国在骨科手术机器人领域的科学探索。2005年,天智航公司成立,致力于骨科手术机器人研发和成果转化,开启了我国骨科手术机器人产业化征程。而后十余年,天智航公司与以北京航空航天大学、清华大学为代表的高校及以北京积水潭医院、中国人民解放军总医院为代表的临床机构开启了产学研医深度合作研发,不断磨合,经历了三轮产品升级迭代,才有了“天玑”骨科手术机器人的惊艳亮相。
  2010年,天智航第一代产品取得了国家食品药品监督管理总局(CFDA)颁发的第三类医疗器械注册证,也是国内首个手术机器人注册证。
  2016年11月14日,第三代产品“天玑”骨科手术机器人取得第三类医疗器械产品注册证,“天玑”骨科手术机器人包括主控台,相当于大脑、机械臂,相当于手、光学跟踪系统,相当于眼睛三部分,是世界上唯一一款获准上市的能够开展四肢、骨盆骨折以及脊柱全节段(颈椎、胸椎、腰椎、骶椎)手术的骨科手术机器人系统。
  十年磨一剑,“天玑”诞生了。

导航+机器人


  2019年6月27日,在北京积水潭医院机器人远程手术中心,田伟成功实现了世界首次利用5G技术同时远程操控两台天玑骨科手术机器人为两家不同地区医院的两名患者同时手术。
  在中国电信5G网络和华为通信技术的支持下,此次手术取得了圆满成功,标志着我国5G远程医疗与人工智能应用达到了新高度,是外科医学划时代的里程碑。
  “不同于表面软组织,骨科的手术更像是在一个坚硬的暗箱内操作,所以需要深层三维空间的精确定位。”田伟总结了骨科手术的三大难题:看不见、打不准、拿不稳,除此之外还存在高风险。
  看不见——人眼无法看到内部结构;打不准——打螺钉时,人手的稳定性和操作精度不够;拿不稳——很多因素都会影响医生的稳定发挥。X光射线的使用,可以让医生在手术中通过透视看到骨头,但缺少立体空间定位,还有可能让医生和患者患上放射病的隐患。
  能有一双可以透视的眼睛看清人体内部结构、能有一条稳定的操作路径保证手术质量,是骨科医生的需求和痛点,这也正是天玑骨科手术机器人要干的事。
  天玑骨科手术机器人在多模图像配准、机器人控制、患者实时跟踪和路径自动补偿等关键技术实现了重大突破。应用天玑骨科手术机器人开展手术,可提升手术精度、减少术中辐射、提高手术效率、并具有减少术中失血量和组织微创等优势。
  它没有庞大的躯干,却有着一对可多维度转动的灵活机械臂。精度高、不受环境影响、可以记忆和比对手术方案的机器人,将发挥越来越重要的作用。但它只是作为工具提供参考意见,根据情况作出判断、决定手术方案和穿刺轨迹的医生,仍将起決定性作用。



  手术机器人对于普通民众而言,尚属于陌生事物。但近年来,这项新的手术技术正越来越多应用于临床,在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。天玑机器人和5G技术的无缝结合,实现了火眼金睛,缩地成寸的人类理想。
  多年来,天智航始终坚持“以临床需求为引领、医产学研协同自主创新”,与北京积水潭医院、北京航空航天大学、清华大学等单位致力于手术机器人的研发与产业化,天玑骨科手术机器人是医产学研团队紧密合作的又一创新成果,其临床适用范围更加广泛、易用性更强、精度更高。

登陆科创板


  2020年7月7日,天智航在上海证券交易所科创板挂牌上市,正式登陆资本市场。
  成立16年来,天智航始终深耕与探索骨科临床需求,坚持将创新意识融入技术研究、产品开发和制造的每一环节。其产品核心技术“基于影像导航和机器人技术的智能骨科手术体系建立及临床应用”获得2015年国家科学技术进步奖二等奖;“通用型骨科导航手术机器人系统关键技术研发与临床应用”获得2018年北京市科学技术奖一等奖。
  历经多年攻关,天智航已经逐步建立起了在骨科手术机器人领域的技术优势。目前,公司已取得135项专利,申请了26个软件著作权。拥有的专利、软件著作权及相关非专利技术,构建了公司在骨科手术机器人领域的技术壁垒。
  2017年至2019年,天智航研发费用占营业收入的比重分别为30.42%、32.74%、33.55%。极高的研发投入占比也换来了领先的技术,天智航拥有自主知识产权的骨科手术机器人产品,性能指标达到国际同类产品先进水平。
  此前,A股在该领域并无上市公司,天智航登陆科创板后将为A股补上该领域“拼图”,成为首个上市的国内手术机器人企业。
  此外,天智航是国内首个医疗手术机器人产品标准的制定者。同时,天智航还首次代表中国企业参与手术机器人IEC标准制定,为医疗手术机器人产业发展贡献了中国方案。
  借助资本市场,天智航将继续致力研发和普及智能骨科手术技术,为医生赋能,造福患者,助力中国高端医疗装备自主可控,服务健康中国战略,努力成为医疗机器人国际领军企业。
  截至目前,天玑骨科手术机器人已在全国100余家医院实现常规临床应用,开展机器人辅助手术超10000例,有力促进了智能化、微创化骨科手术在我国的普及推广。
  未来,天智航将不断努力,为了实现高端医疗装备自主制造、中国制造2025的目标贡献自己的青春和力量。
  (本文选自“创新创业中关村”)
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