醫療與多尺度機械人:多尺度醫療機械人中心、內鏡手術同跨洲遙距手術
跨越上萬公里完成一枱手術,意味住頂尖嘅醫療能力有機會突破地理限制——偏遠地區嘅病人,理論上可以由遠喺另一大洲嘅專家藉助機械人施治。醫療機械人係中大近十幾年最矚目嘅工程—醫學交叉方向。本文梳理 InnoHK 旗下嘅多尺度醫療機械人中心(MRC)、內鏡/外科手術機械人、微納機械人同跨洲遙距手術等線索,數字同年份就地掛源。研究尺度由釐米級嘅手術機械人,一路延伸到微米/納米級嘅微納機械人。
一、概覽:橫跨工程同醫學嘅協同平台
中大嘅機械人研究橫跨醫學院(外科、內鏡)同工程學院(機械與自動化工程學系),並以 InnoHK 旗下嘅多尺度醫療機械人中心(MRC) 作為協同平台。佢將中大兩大優勢學科——工程學院(機械人、資訊工程)同醫學院(臨牀)——結合埋一齊,延續咗中大「教研醫一體」嘅傳統,只不過今次,手術枱旁邊多咗機械人。
二、多尺度醫療機械人中心(MRC, InnoHK)
設立:亞洲首個手術機械人一站式研發平台
據 中大特寫報道※、CUHK InnoHK 中心官方頁面※及 InnoHK 官方頁面※,多尺度醫療機械人中心(Multi-Scale Medical Robotics Center, MRC)由醫學院嘅趙偉仁(Philip Chiu)教授同工程學院嘅區智仁(Samuel Au)教授喺 2017 年提出構想、2020 年正式啟用,係 InnoHK 研究集羣(AIR@InnoHK 平台)嘅一部分。中心設有大約 8,000 平方呎嘅實驗室,配備模擬手術室同 MRI、3D 成像等醫學影像設備;據來源,佢係全球第二、亞洲首個手術機械人臨牀前研發(pre-clinical R&D)嘅一站式平台,為新型手術機械人提供臨牀前數據同醫學評估,加快佢哋推向市場。
「一站式平台」嘅意義:手術機械人嘅研發,橫跨工程、臨牀、監管多個環節。MRC 將呢啲環節集中喺同一個平台上——臨牀醫生、工程師同研究者可以喺度跨學科協作,由概念、原型到臨牀前評估「一站式」搞掂,大大縮短咗由實驗室走向臨牀嘅週期。
三大研究方向同混合手術室
據 CUHK InnoHK 中心官方頁面※,MRC 支持三大研究方向:腔內多尺度機械人平台(用於診斷同治療)、磁導引腔內機械人平台、影像導引機械人介入。此外,MRC 設有混合手術室(Hybrid Operating Room)——據稱係亞洲獨一無二、完全專用於新型手術機械人同醫療器械研發、臨牀前評估嘅設施,令「喺貼近真實手術嘅環境入面測試機械人」成為可能。
「多尺度」(Multi-Scale)呢個名,點出咗中心嘅核心追求:由宏觀嘅手術機械臂,到微觀嘅磁導引腔內機械人,喺唔同尺度上推進醫學機械人技術。MRC 同時係中大六所 InnoHK 中心之一(詳見 國家重點實驗室)。
三、內鏡/外科手術機械人:趙偉仁團隊同跨洲遙距手術
趙偉仁(Philip Wai-Yan Chiu)係新一代微創同機械人內鏡嘅領軍人物,現任中大醫學院院長。佢嘅團隊長期以內鏡治療替代外科手術處理消化道病變,並研發可以完成內鏡黏膜下剝離術(ESD)嘅機械人系統。近年嘅標誌性成果包括:
- 洲際遙距手術(三城兩萬公里,2025):據 中大醫學院公告※,中大同上海交大醫學院附屬仁濟醫院、倫敦 Royal Marsden 醫院合作,用中大自主研發嘅遠程腹腔鏡機械人平台,完成橫跨 20,000 公里、三城聯動嘅洲際機械人胃切除手術,驗證咗遠距複雜癌症手術嘅技術同臨牀可行性。
- 跨洲磁控內鏡(中大 × ETH Zurich):據 中大醫學院公告※,中大同蘇黎世聯邦理工學院喺動物模型上完成據稱全球首例活體遙距操控磁控內鏡實驗,蘇黎世同香港之間距離約 9,300 公里。
- 單孔機械人手術系統多專科臨牀試驗:據 中大醫學院公告※,中大完成咗使用新一代單孔機械人手術系統嘅全球首個多專科臨牀試驗。
- 開源軟件基礎設施:據 CUHK InnoHK 中心官方頁面※,研究團隊喺 2021 年將手術具身 AI(embodied AI)軟件基礎設施開源畀全球手術機械人研究社羣,據來源之後俾全球多間知名研究機構採用。
「遙距手術」嘅意義:跨越上萬公里完成遙距手術或者內鏡操作,將「手術機械人」由「醫院入面嘅輔助工具」推向咗「跨越距離嘅醫療基礎設施」。
四、微納機械人:張立團隊
張立(Li Zhang)係中大機械與自動化工程學系教授,長期研究磁控微納機械人(micro/nanorobots)同機械人集羣(swarm)。據 中大公告※,張立團隊提出咗喺血管內實時控制同追蹤微機械人集羣嘅新策略:由旋轉永磁體驅動嘅磁性微集羣可以喺血管邊界附近形成並導航,藉助血流阻力減細同納米顆粒之間嘅強相互作用,實現喺流動血液中嘅上下游導航;結合超聲成像定位,成為由微機械人基礎研究走向臨牀應用(例如主動靶向給藥、局部治療)嘅重要中間步驟。
此外,據 中大醫學院公告※,中大亦研發咗用於胃腸道疾病、具快速腔內遞送策略嘅生物混合軟體微機械人。
五、代表成果速覽
| 方向 | 代表成果 | 來源 |
|---|---|---|
| 一站式臨牀前平台 | MRC, 2017 構想 / 2020 啟用,約 8,000 平方呎,全球第二、亞洲第一 | 中大特寫※ |
| 洲際遙距手術 | 20,000 公里三城胃切除(2025) | 中大醫學院※ |
| 跨洲磁控內鏡 | 中大 × ETH,約 9,300 公里 | 中大醫學院※ |
| 單孔機械人 | 全球首個多專科臨牀試驗 | 中大醫學院※ |
| 微納機械人集羣 | 血管內集羣導航同定位 | 中大※ |
同中大其他世界級成果(光纖、網絡編碼、NIPT、商湯)相比,醫療機械人獨有嘅特徵係「跨學科 + 臨牀轉化 + 平台型基礎設施」——佢依託 InnoHK 呢個香港創科旗艦計劃,體現咗中大「以平台型研發推動產業轉化」嘅科研策略。
相關閲讀:科研成就綜覽、國家重點實驗室、生命科學與醫學突破、資訊與工程突破。
來源
- Multi-Scale Medical Robotics Center (MRC) — CUHK InnoHK Centres(官方) — 官方
- Multi-Scale Medical Robotics Center — InnoHK(官方) — 官方
- CUHK — Streamlining surgical robot development(MRC):https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/feature/streamlining-surgical-robot-development/
- CUHK Medicine — Intercontinental telesurgery across 20,000 km in three cities:https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-successfully-conducts-intercontinental-telesurgery-with-self-developed-surgical-robotics-across-20-000-km-in-three-cities
- CUHK Medicine — CUHK and ETH Zurich teleoperated magnetic endoscopy(9,300 km):https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-and-eth-zurich-successfully-conduct-world-s-first-in-vivo-teleoperated-magnetic-endoscopy-using-an-animal-model-over-a-distance-of-9-300-km-between-zurich-and-hong-kong
- CUHK Medicine — World's first multi-specialty trial, single port robotic system:https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-successfully-conducted-the-world-s-first-multi-specialty-clinical-trial-using-the-next-generation-single-port-robotic-surgical-system
- CUHK — Microrobotic swarms navigation in blood vessels(Li Zhang):https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/cuhk-research-team-enables-navigation-and-localisation-of-microrobotic-swarms-in-blood-vessels/
- CUHK Medicine — Biohybrid soft microrobots for GI diseases:https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-develops-biohybrid-soft-microrobots-with-a-rapid-endoluminal-delivery-strategy-for-gastrointestinal-diseases
來源 · 自行覆核
- 官方Multi-Scale Medical Robotics Center (MRC) — CUHK InnoHK Centres(官方)
- 官方Multi-Scale Medical Robotics Center — InnoHK(官方)
- 官方CUHK — Streamlining surgical robot development (MRC)
- 官方CUHK Medicine — Intercontinental telesurgery across 20,000 km
- 官方CUHK Medicine — World's first in vivo teleoperated magnetic endoscopy over 9,300 km (CUHK × ETH Zurich)
- 官方CUHK — Microrobotic swarms navigation in blood vessels (Li Zhang)