机器人外科医生 (视觉中国供图) |
2020年1月,在中央电视台《挑战不可能》的舞台上,一名远在北京的医师通过远程控制位于青岛的手术机器人“妙手”,用机器人的操作手精准地进行着鸡蛋内膜缝合手术。
“手术机器人在影控一体化与诊疗一体化方面存在巨大潜力,未来或可用于微观层面的细胞手术乃至分子手术。但智能医用机器人在研发过程中还面临人机博弈的问题,同时由于工科研究人员对医学语言的了解不够深入,无法第一时间掌握临床相关需求,医工交叉融合度还有待进一步加深。”近日在“智能医学的基础理论与关键技术”香山科学会议第Y6次学术讨论会上,“妙手”机器人研发团队成员、天津大学机械工程学院教授史超阳如是说。
现代医学在经历了古典医学、生物医学之后已进入智能医学的崭新阶段,若干新兴技术的呈现为智能医学提供了前所未有的机遇。然而,医用材料与医疗器械如何融合创新?生物技术与信息技术如何协同增效?生物信息与医学硬件如何整合一体化?在此次会议上,与会专家进行了深入探讨。
智能医学或为人类重大疾病提供解决方案
湖南大学化学化工学院教授聂舟认为,分子科学是生命医学的物质基石,利用DNA这一生物材料负载生物信息,以活细胞为载体构建DNA智能纳米器件,将其与医学硬件有效整合,可在疾病精准诊断、个性化治疗、健康监护、智能药物研发等方面发挥重要作用。
国家纳米科学中心研究员孟幻也指出,以纳米技术引领的智能药物递送系统是药物研发的新形态,但研发过程中须考虑纳米物质与体内复杂生物微环境、体内生物屏障相互作用的过程,利用交叉学科研究手段,开发高效安全的新型智能药物,为人类重大疾病提供解决方案。
中医是中华民族的瑰宝。天津大学精仪学院副教授周鹏认为,要实现中医的智能诊断,需要以智能感知、智能计算、智能决策三个层面为基础,统一规范医疗数据管理与行业标准,按照中医的思考路径,结合西医的检测手段,收集客观症侯信息,开发智能中医处方。
实现突破需要数据有效提取和多元融合
业界认为,在智能医学的全链条、全流程中,不断深入、全面地理解疾病具体应用场景的特性,并与算法的细节融合匹配,是一条容易被忽视但有可能起到事半功倍作用的隐形路径,有望在许多重大疾病,如恶性肿瘤、慢性病、神经系统疾病、罕见病等的诊断治疗中实现“从0到1”的突破。
“当前,医学影像的数据发展逐渐从单模态走向多模态,但多模态智能诊断仍然存在瓶颈,如数据在时空上的匹配算法亟待提升。如何实现数据的有效提取与多元数据融合,是当前面临的主要挑战。”来自中山大学中山眼科中心教授袁进说。
要打通从基础到产业的整个链条
与会专家就未来3—5年我国智能医学领域的发展提出了以下建议。
在智能医学的理论研究与技术攻关上,应加大临床需求的引导与关键问题的研究,深入推进医—理—工三方的交叉融合。
而医用材料与器械设备的融合与智能化,需要信息交互技术的支撑,在生物医学信息的无限传输、信号采集、智能实时分析与输出等方面,应发挥材料、设备与技术三方整合一体化的优势,密切结合硬件设备开展原始性创新。
此外,生物医学数据具有多维、繁杂、不稳定等特性,如何从海量数据中找寻并发掘疾病真实的规律特征,离不开信息技术的发展。因此,生物技术与信息技术需要进一步融合与协同增效,实现对生命体微观、实时、动态化的检测,才能更全面、深入、精准地揭示疾病发生、发展与演进的客观规律。
作为此次会议的发起人,天津大学教授刘哲指出,当前以多学科交叉融合为特色的智能医学的科技创新仍以“点”的研究为主,缺乏“面”的协同攻关与“体”的系统性突破,因此迫切需要一线的科研与教学人员从自身科研方向与学科优势出发,将智能医学学科的基本理论、前沿成果、系统性知识凝练汇编为学科教材与学术专著,使智能医学这一学科内涵不断丰富、知识体系不断充实、临床应用不断迭代更新。