机器人博士刘达的“治病救人”之梦 ——专访北京柏惠维康科技有限公司创始人刘达
作者:刘 美时间:2017-05-18 10:41 来源:中国科技人才

没有科幻电影中医疗机器人的炫酷外形,却拥有超出人类能力范围的三维建模和精准定位等功能,在复杂的神经外科手术中帮助患者减轻痛苦,帮助医生提高效率,这就是北京柏惠维康科技有限公司推出的外科医疗手术机器人Remebot。

国内Remebot的研发始自北京航空航天大学的王田苗教授,而柏惠维康科技有限公司的创始人刘达博士正是王田苗教授的“大弟子”。“王教授在1995年回国时,国内还没有做外科医疗机器人方面的研究,我是他的第一个博士生,他带领我跟当时海军总医院的田增民主任一起成立了国内第一个医工结合、跨学科的外科医疗机器人研究小组。”刘达告诉记者。

然而,这个国内首创、国际上亦居于先进水平的研究项目最终走向产品化,却走过了将近20年的漫长时间,期间经历了技术研发、临床实践、形成产品以及“双创”体制领域的诸多波折与探索,始终不变的是机械工程专业刘达博士对医疗行业的热情和“治病救人”的梦想。


科研获大奖,项目“画句号”

据刘达博士介绍,早在1997年,王田苗教授和田增民主任就已经将医疗机器人应用于临床手术,当时使用的是国外生产的工业机器人。1999年,这个团队自主研发的机器人在手术中得到应用,是为国内首创。项目在国家“863”计划的支持下取得了一系列进展,包括2003年完成了国内第一个远程手术,专家在北京“遥控”了在沈阳进行的一次手术。记者注意到,现在柏惠维康推出的这款医疗机器人名为Remebot,正是Remote Medical Robot(远程医疗机器人)的缩写。2005年,海军总医院使用这种医疗机器人进行的外科手术达到约1000台/年,于是将这种独特技术申报为定点医保项目,成为这个富于传奇色彩的医疗机器人项目的又一项“国内第一”。

在那之前,刘达已经于2003年博士毕业,前往德国从事博士后工作。在德国,他深深感受到了中德两国科研体系的重大差异,以及“产学研结合”的真正含义。“在德国,我所在的医疗外科机器人实验室就设在医学院里,我们每天跟外科医生待在一起,共同探讨新方向、新技术。我们做出原型样机之后,可以迅速用到临床。科研成果能够很快转换。”刘达回忆道。这种科研与产业密切结合的理念,是国内缺乏的。

2005年,刘达回到北航从事教学和科研工作,但始终没有放弃产学研合作的努力。“心里一直有这个情结,但是那时候无论从风险投资,还是高校的政策,都不太支持这么做。”刘达表示,医疗外科机器人这个理念比较超前,向企业寻求合作时,发现企业这方面的研发能力较弱;从企业的角度,认为医疗器械的研发周期太长,不能很快变成财富。因此,他的想法始终没能落实。

2008年,刘达所在团队的医疗外科机器人技术获得了国家科技进步二等奖。这原本应该是对科研人员的激励,但对于一个特定的项目而言,获奖却是某种意义上的“结束”。“一项课题从发论文、写报告,到最后获奖,基本上意味着一个句号。”刘达无奈地说。

然而,不论是参与研发的团队成员,还是应用过这项技术的临床医生,都对项目的结束“心有不甘”。来自医生和患者的良好反馈,成为刘达继续前进的重要动力,“跟我们合作的医生都觉得我们的技术很方便,的确能减少病人的创伤,对医生来说效率和精度更高。他们认为课题虽然结束了,但这项技术应该继续在医院中使用。”刘达回忆道,“但当时我还有很多顾虑,包括知识产权的归属问题,这种属于职务发明,专利在学校手中。当时的创新创业政策也不是很明确。”


“双创”政策指引,产业化奋起直追

直到2015年,在“两件大事”的“刺激”下,刘达下定决心开始创业。其中之一是国家的“双创”政策指引下,高校科研人员创业环境宽松了。另一个原因是国际上出现了一款同类产品,即法国的ROSA。

ROSA是法国公司Medtech SA研制的一款神经外科手术机器人,于2014年获得美国食品药品管理局(FDA)的批准,这件事极大地刺激了刘达的团队。“ROSA的研发是从1998年左右开始的,直接走的是商业化路线。我们项目也是从那个时期开始,在临床领域一度走在前面,但产业化方面严重落后了。所以当时我下定决心,在内外力的共同刺激下,开始创业。”刘达笑道,恰好自己40岁出头,正所谓“四十不惑”,该到了走出迷茫状态的时候了。

刘达对创业两年来的评价是“非常顺利”,近20年的技术积累给他带来独特的优势。在外部投资和人工智能热潮的推动下,他的团队很快做出原型机,并在一些神经外科水平比较好的医院——如北京的天坛医院、宣武医院、301医院、协和医院,其他地区如河南郑州大学第一附属医院等开展临床试验,此外,“863”项目时期就在合作的海军总医院、解放军306医院等,也都在推进临床试验。

按照目前国际上的定义,Remebot属于导航定位机器人。通过公司拍摄的介绍短片,我们了解到这款手术机器人由“脑”“眼”“手”协同:“脑”即三维建模,自动将患者颅部CT/MRI图像合成三维模型;“手”即6轴机械臂,它可360度自由旋转,根据导航准确定位入颅位置;“眼”即摄像头。三者协同配合,根据病灶数量规划多个路径。Remebot可以帮助医生执行穿刺并完成活检、抽吸、毁损、植入等手术操作,可用于活检、脑出血、脑囊肿、癫痫、帕金森病等疾病的治疗。


复合型人才培养任重道远

医疗外科机器人是一个复杂的领域,它首先是医学和工程学的结合。从工程的角度来讲,包括计算机、机械电子、自动化控制、人工智能等;从医学的角度来讲,需要临床医学和影像学等方面。目前,刘达的产业化团队主要由两部分人才构成:一部分是他的学生;另一部分此前没有接触过这个领域,需要一点一点地培养。“这个产业并没有相应的人才,不仅是国内,国际上也很少,只能自己培养。”刘达表示。

在德国学习期间,刘达深刻感受到环境对医工复合型人才培养的重要意义。他介绍道,德国企业很注意去科研院所寻找新技术和人才,很多科研项目是企业支持,目标就是产业化,所以他们做的产品一开始就从临床的标准出发,不需要走弯路。机器人领域的标准跟医疗标准存在很大差异,这种差异可以细化到每一颗螺丝钉。“搞工程的人可能更重视技术先进,但医疗需要的是安全和可靠。”刘达回忆道,2015年他开始创业时,也经历了重新学习的过程。在医工结合方面,他是比较熟悉的;但在跟产业结合方面,会遇到新的问题。“做医疗器械,需要从螺丝钉开始进行安全性和可靠性的验证。但之前我作为教授,并没有研究过螺丝钉。这种事情从科研角度是不需要仔细研究的,但从产业角度就需要认真考虑。”

除了医学-工程学-产品的结合能力外,复合型人才还要懂得沟通和信息提炼的技巧。医疗机器人研发前期,必须在医疗方面把握方向。但不同的医学专家提出的需求可能完全不一样,这不仅仅是一个技术问题。如何把不同医生之间共性的需求提炼出来,是一项很重要的能力。

不过,与20年前相比,医疗机器人的发展环境已经有了很大改善。现在,医学界普遍认为智能化和自动化是未来的一个大方向,这个趋势是不变的。相比之下,“1998年,我们刚开始项目研发时,计算机还没有普及,很多人觉得医疗机器人是伪科学。”刘达笑着说,“王田苗老师和田增民主任的意识很超前,我们一直研究医生的需求。我上博士一半的时间是在医院和手术室度过的,这是我们当时做到国内领先的重要原因。”

现在,他的团队依然非常重视跟医生的沟通。“技术研发和售后服务都需要与医生交流,研发人员沟通需求,产品做出来之后,售后要教给医生怎么用。医生会提出反馈,跟我们一起去摸索。很多时候,工科研发人员觉得很简单的事情,医生觉得很难;医生觉得很简单的操作,工科实现起来就很难。在这时,就凸显出复合型人才的重要性。”

刘达在本科和硕士期间都就读于机械工程专业,博士和博士后期间却跨进了医疗的大门。回首往事,他表示那时选择医疗机器人方向的主要原因,一方面是对新技术的兴趣,另一方面则是一种“医生情结”。他告诉记者:“我对医生这个职业一直很向往,自己也有治病救人的梦想。”或许,要培养医工复合型人才,不仅需要良好的环境和理念,更需要科研工作者具备这样一种博大的情怀。