2019年6月6日，工信部發(fā)放4張5G牌照，標(biāo)志著中國正式進入5G元年，也由此引發(fā)了人們對5G技術(shù)潛在應(yīng)用的大范圍探討。其中，機器人、醫(yī)療、5G三大產(chǎn)業(yè)的融合，給人們帶來無限的想像。華大智造率先邁出了第一步，研發(fā)的遠程超聲機器人成為“機器人+醫(yī)療+5G”的先行者，讓想像成為了現(xiàn)實。在新冠肺炎疫情中，這款機器人先后在雷神山醫(yī)院、江岸方艙醫(yī)院、黃陂方艙醫(yī)院應(yīng)用。本刊記者采訪了華大智造研發(fā)總監(jiān)伍利，談一談遠程超聲機器人的研發(fā)歷程。 

初衷：解決邊遠地區(qū)醫(yī)療資源匱乏 

我國邊遠地區(qū)醫(yī)療資源匱乏，大部分基層醫(yī)療機構(gòu)，如縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等衛(wèi)生機構(gòu)服務(wù)能力不足。為了解決這個問題，實現(xiàn)城市醫(yī)療資源向基層下沉，構(gòu)建有序的分級診療格局，從而提升基層醫(yī)療服務(wù)能力和效率，華大智造的遠程超聲機器人應(yīng)運而生。 

伍利表示：“之所以選擇遠程超聲為切入點，是由于我國超聲醫(yī)生資源不足，已知缺口為15萬，且超聲人才培養(yǎng)周期長、難度大，基層超聲醫(yī)師匱乏。利用遠程超聲機器人，可使醫(yī)生操作遠在千里之外的機械臂，實時進行超聲掃描并給出診斷意見，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的下沉與遠程醫(yī)療的真正落地?！?nbsp;

華大智造的遠程超聲機器人主要為缺乏專業(yè)醫(yī)療資源地區(qū)受檢人群進行超聲檢查，如國內(nèi)偏遠地區(qū)、醫(yī)聯(lián)體/醫(yī)共體下轄基層衛(wèi)生機構(gòu)、軍事設(shè)施、一帶一路跨國醫(yī)療援助等。在某些放射及傳感染環(huán)境下，用遠程超聲機器人對患者進行病情監(jiān)測，如傳染性和危害性極強的呼吸道疾病患者，能夠保護醫(yī)護人員減少輻射和感染的幾率。 

全球首套六自由度遠程超聲機器人系統(tǒng) 

2017年，華大智造著手研發(fā)遠程超聲機器人。在近3年的時間里，華大智造與多家知名三甲醫(yī)院的臨床專家進行了多次科研試驗，以充分驗證設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性。 

目前遠程超聲機器人方向，在國際有來自法國公司的Melody系統(tǒng)，提供的是半自動三自由度遠程超聲機器人系統(tǒng)，使用時病人端需要由護士引導(dǎo)機械臂輔助完成掃描動作。19年西門子醫(yī)療發(fā)布了5G遠程超聲機械臂產(chǎn)品原型，目前該系統(tǒng)處于研發(fā)中。華大智造的遠程超聲機器人系統(tǒng)，是全球首套六自由度遠程超聲機器人系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動實時遠程超聲診斷，全程可由醫(yī)生遠程完成操作，病人端醫(yī)護操作減少至最低。 

在研發(fā)過程中，深圳市羅湖區(qū)人民醫(yī)院為華大智造的研發(fā)團隊提供了臨床使用反饋，協(xié)助產(chǎn)品不斷進行改進和優(yōu)化迭代。在醫(yī)院幫助下，華大智造對機器人進行了多項雙盲測試，綜合判斷后診斷準(zhǔn)確率達到了95%以上，得到了臨床醫(yī)療專家的認可。 

之后，華大智造聯(lián)合深圳市羅湖區(qū)人民醫(yī)院，對林芝市人民醫(yī)院開展遠程超聲援助，援助病患數(shù)量近百例；聯(lián)合青海大學(xué)附屬醫(yī)院在果洛州人民醫(yī)院開展包蟲病遠程超聲檢查，檢查數(shù)量500多例，有效緩解邊遠地區(qū)缺少超聲醫(yī)生的困境。 

2020年春節(jié)期間，華大智造聯(lián)合浙江省人民醫(yī)院和301海南醫(yī)院，針對桐鄉(xiāng)市人民醫(yī)院的疑似新冠肺炎病例實現(xiàn)了遠程超聲肺部檢查，有效避免醫(yī)患交叉感染，抑制疫情的進一步擴散。之后在雷神山醫(yī)院、江岸方艙醫(yī)院、黃陂方艙醫(yī)院，遠程超聲機器人都參與戰(zhàn)疫用于急重患者的超聲體征監(jiān)測，極大降低醫(yī)護人員的感染風(fēng)險并保證檢查質(zhì)量，此特點已經(jīng)記錄在國家衛(wèi)健委能力建設(shè)與繼續(xù)教育中心出版的新冠肺炎超聲診斷實用手冊中。 

研發(fā)遠程超聲機器人的最初目的是解決醫(yī)療資源不平衡。而今年春節(jié)前夕爆發(fā)的新冠病毒疫情，為遠程超聲機器人開拓了一個全新的應(yīng)用場景。在這次疫情中，更多的人看到遠程超聲機器人具有非接觸診斷的特性，以及重癥病人的超聲診斷的臨床價值和意義。 

核心算法實現(xiàn)“真遠程” 

遠程超聲診斷系統(tǒng)集成了多傳感仿真探頭、互聯(lián)網(wǎng)安全加密、高保真低延時圖像傳輸、高容錯音視頻傳輸、高精度機械臂柔性控制、力反饋等先進技術(shù)。作為全球首臺遠程超聲機器人，研發(fā)過程可以說是摸著石頭過河，期間也遇到過不少難題。 

為了使機器人符合醫(yī)生的操作習(xí)慣，減少學(xué)習(xí)時間，快速上手，從并聯(lián)傳動機構(gòu)到串聯(lián)傳動機構(gòu)，再到自研仿真探頭，主操作手模塊進行了不下十次的迭代優(yōu)化。

 最大的難題是實現(xiàn)“真遠程“，即在病人端無需特殊操作，全程可由醫(yī)生通過遠程醫(yī)生端完成操作。 

醫(yī)生端的接觸面是一個二維平面，而遠端的病人檢查部位是不規(guī)則形體，如何保證探頭根據(jù)外形輪廓以恒定壓力貼合皮膚，并跟隨移動，對于工業(yè)領(lǐng)域的機械臂有較大的難度。為此，研發(fā)團隊為機器人系統(tǒng)引入了力反饋系統(tǒng)，并研發(fā)了柔性運動控制等核心算法實現(xiàn)遠程“柔性控制”。在此基礎(chǔ)上，還進一步根據(jù)國內(nèi)醫(yī)生操作習(xí)慣研發(fā)了醫(yī)生端操作方式，使得醫(yī)生無需對機器人進行復(fù)雜操作，可以沿用過去的操作習(xí)慣，基本不用學(xué)習(xí),拿到機器后就可以上手操作。 

網(wǎng)絡(luò)傳輸也是一大難題。要實現(xiàn)信息安全加密、高保真圖像傳輸、低時延等需求，還要保證多路信號的同步性，保證遠程診斷準(zhǔn)確可靠，就必須要克服網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來的時延和同步問題。不過，一方面得益于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，另一方面依賴于自己研發(fā)的核心軟件算法，這一問題最終得到了解決。 

華大智造的遠程超聲機器人設(shè)備支持4G、5G、固網(wǎng)等多種通訊方式，在常規(guī)情況下，20M以上專線網(wǎng)絡(luò)，或者100M以上常規(guī)寬帶都可以滿足機器正常使用。以西藏林芝為例，當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)條件有限，通過固網(wǎng)和深圳羅湖進行遠程連接，已經(jīng)完成對林芝的百余例遠程超聲援助。通過遠程超聲系統(tǒng)，醫(yī)生可以和患者進行實時交流，讓醫(yī)患雖各處一方，但能夠身臨其境“還原”現(xiàn)場診斷的效果。 

未來，5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋可以使得醫(yī)生端和病人端的部署更加自由方便，適應(yīng)更多場景，同時也會加快醫(yī)療機器人的普及。 

未來朝著遠程、AI、自動化邁進 

此前，華大智造遠程超聲機器人在應(yīng)用上已經(jīng)實現(xiàn)了多點開花。不僅與301海南醫(yī)院合作建設(shè)遠程超聲中心，實現(xiàn)三沙市人民醫(yī)院400多例海島軍民的遠程超聲檢查，為海島官兵的突發(fā)戰(zhàn)創(chuàng)傷和訓(xùn)練傷提供及時精準(zhǔn)的評估，還為上海六院和臺州市大陳鎮(zhèn)衛(wèi)生院共建遠程會診中心項目，已為50余例患者進行了遠程超聲診斷服務(wù)，成為上海市第六人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科遠程分級醫(yī)療長三角一體化示范項目，暨科技部重點專項椒江醫(yī)聯(lián)體超聲綜合評價及培訓(xùn)示范區(qū)項目。 

華大智造的遠程超聲機器人屬于創(chuàng)新型產(chǎn)品，無同類產(chǎn)品可比較，因此在資質(zhì)申報時被劃為NMPA 3類醫(yī)療器械，已臨近獲批，目前在積極申請國家藥監(jiān)局針對疫情的應(yīng)急審批通道，加快拿證進度。 

伍利透露，遠程超聲機器人將從遠程、人工智能、自動化三個產(chǎn)品方向來完善：一是遠程升級。新一代機器人將兼容匹配更多廠家、型號的超聲，充分利用醫(yī)院現(xiàn)有設(shè)備資源，降低采購成本。二是自動化超聲研發(fā)，由全自動機器人對指定部位進行掃查，實時替代超聲檢查人員，從而真正做到解決人力短缺問題。三是人工智能AI輔助診斷，針對特定部位，如乳腺、甲狀腺、頸動脈等，開發(fā)輔助診斷系統(tǒng)，自動識別病灶并進行相應(yīng)分型，協(xié)助提高臨床超聲醫(yī)生診斷效率。 

華大智造的遠程超聲機器人，不過是新技術(shù)發(fā)展的一個縮影，僅僅邁出了一小步。隨著科技進步，機器人、醫(yī)療、5G三大技術(shù)實現(xiàn)深度融合，將會有更多醫(yī)療機器人產(chǎn)品落地，推動我國醫(yī)療產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。