2019年6月6日，工信部发放4张5g牌照，标志着中国正式进入5g元年，也由此引发了人们对5g技术潜在应用的大范围探讨。其中，机器人、医疗、5g三大产业的融合，给人们带来无限的想像。华大智造率先迈出了第一步，研发的远程超声机器人成为“机器人+医疗+5g”的先行者，让想像成为了现实。在新冠肺炎疫情中，这款机器人先后在雷神山医院、江岸方舱医院、黄陂方舱医院应用。本刊记者采访了华大智造研发总监伍利，谈一谈远程超声机器人的研发历程。
初衷：解决边远地区医疗资源匮乏
我国边远地区医疗资源匮乏，大部分基层医疗机构，如县、乡镇等卫生机构服务能力不足。为了解决这个问题，实现城市医疗资源向基层下沉，构建有序的分级诊疗格局，从而提升基层医疗服务能力和效率，华大智造的远程超声机器人应运而生。
伍利表示：“之所以选择远程超声为切入点，是由于我国超声医生资源不足，已知缺口为15万，且超声人才培养周期长、难度大，基层超声医师匮乏。利用远程超声机器人，可使医生操作远在千里之外的机械臂，实时进行超声扫描并给出诊断意见，实现优质医疗资源的下沉与远程医疗的真正落地。”
华大智造的远程超声机器人主要为缺乏专业医疗资源地区受检人群进行超声检查，如国内偏远地区、医联体/医共体下辖基层卫生机构、军事设施、一带一路跨国医疗援助等。在某些放射及传感染环境下，用远程超声机器人对患者进行病情监测，如传染性和危害性极强的呼吸道疾病患者，能够保护医护人员减少辐射和感染的几率。
全球首套六自由度远程超声机器人系统
2017年，华大智造着手研发远程超声机器人。在近3年的时间里，华大智造与多家知名三甲医院的临床专家进行了多次科研试验，以充分验证设备的准确性和可靠性。
目前远程超声机器人方向，在国际有来自法国公司的melody系统，提供的是半自动三自由度远程超声机器人系统，使用时病人端需要由护士引导机械臂辅助完成扫描动作。19年西门子医疗发布了5g远程超声机械臂产品原型，目前该系统处于研发中。华大智造的远程超声机器人系统，是全球首套六自由度远程超声机器人系统，能够实现全自动实时远程超声诊断，全程可由医生远程完成操作，将病人端医护操作减少至最低。
在研发过程中，深圳市罗湖区人民医院为华大智造的研发团队提供了临床使用反馈，协助产品不断进行改进和优化迭代。在医院帮助下，华大智造对机器人进行了多项双盲测试，综合判断后诊断准确率达到了95%以上，得到了临床医疗专家的认可。
之后，华大智造联合深圳市罗湖区人民医院，对林芝市人民医院开展远程超声援助，援助病患数量近百例；联合青海大学附属医院在果洛州人民医院开展包虫病远程超声检查，检查数量500多例，有效缓解边远地区缺少超声医生的困境。
2020年春节期间，华大智造联合浙江省人民医院和301海南医院，针对桐乡市人民医院的疑似新冠肺炎病例实现了远程超声肺部检查，有效避免医患交叉感染，抑制疫情的进一步扩散。之后在雷神山医院、江岸方舱医院、黄陂方舱医院，远程超声机器人都参与战疫用于急重患者的超声体征监测，极大降低医护人员的感染风险并保证检查质量，此特点已经记录在国家卫健委能力建设与继续教育中心出版的新冠肺炎超声诊断实用手册中。
研发远程超声机器人的最初目的是解决医疗资源不平衡。而今年春节前夕爆发的新冠病毒疫情，为远程超声机器人开拓了一个全新的应用场景。在这次疫情中，更多的人看到远程超声机器人具有非接触诊断的特性，以及重症病人的超声诊断的临床价值和意义。
核心算法实现“真远程”
远程超声诊断系统集成了多传感仿真探头、互联网安全加密、高保真低延时图像传输、高容错音视频传输、高精度机械臂柔性控制、力反馈等先进技术。作为全球首台远程超声机器人，研发过程可以说是摸着石头过河，期间也遇到过不少难题。
为了使机器人符合医生的操作习惯，减少学习时间，快速上手，从并联传动机构到串联传动机构，再到自研仿真探头，主操作手模块进行了不下十次的迭代优化。
最大的难题是实现“真远程“，即在病人端无需特殊操作，全程可由医生通过远程医生端完成操作。
医生端的接触面是一个二维平面，而远端的病人检查部位是不规则形体，如何保证探头根据外形轮廓以恒定压力贴合皮肤，并跟随移动，对于工业领域的机械臂有较大的难度。为此，研发团队为机器人系统引入了力反馈系统，并研发了柔性运动控制等核心算法实现远程“柔性控制”。在此基础上，还进一步根据国内医生操作习惯研发了医生端操作方式，使得医生无需对机器人进行复杂操作，可以沿用过去的操作习惯，基本不用学习,拿到机器后就可以上手操作。
网络传输也是一大难题。要实现信息安全加密、高保真图像传输、低时延等需求，还要保证多路信号的同步性，保证远程诊断准确可靠，就必须要克服网络传输带来的时延和同步问题。不过，一方面得益于网络通信技术的飞速发展，另一方面依赖于自己研发的核心软件算法，这一问题最终得到了解决。
华大智造的远程超声机器人设备支持4g、5g、固网等多种通讯方式，在常规情况下，20m以上专线网络，或者100m以上常规宽带都可以满足机器正常使用。以西藏林芝为例，当地网络条件有限，通过固网和深圳罗湖进行远程连接，已经完成对林芝的百余例远程超声援助。通过远程超声系统，医生可以和患者进行实时交流，让医患虽各处一方，但能够身临其境“还原”现场诊断的效果。
未来，5g网络的覆盖可以使得医生端和病人端的部署更加自由方便，适应更多场景，同时也会加快医疗机器人的普及。
未来朝着远程、ai、自动化迈进
此前，华大智造远程超声机器人在应用上已经实现了多点开花。不仅与301海南医院合作建设远程超声中心，实现三沙市人民医院400多例海岛军民的远程超声检查，为海岛官兵的突发战创伤和训练伤提供及时精准的评估，还为上海六院和台州市大陈镇卫生院共建远程会诊中心项目，已为50余例患者进行了远程超声诊断服务，成为上海市第六人民医院超声医学科远程分级医疗长三角一体化示范项目，暨科技部重点专项椒江医联体超声综合评价及培训示范区项目。
华大智造的远程超声机器人属于创新型产品，无同类产品可比较，因此在资质申报时被划为nmpa3类医疗器械，已临近获批，目前在积极申请国家药监局针对疫情的应急审批通道，加快拿证进度。
伍利透露，远程超声机器人将从远程、人工智能、自动化三个产品方向来完善：一是远程升级。新一代机器人将兼容匹配更多厂家、型号的超声，充分利用医院现有设备资源，降低采购成本。二是自动化超声研发，由全自动机器人对指定部位进行扫查，实时替代超声检查人员，从而真正做到解决人力短缺问题。三是人工智能ai辅助诊断，针对特定部位，如乳腺、甲状腺、颈动脉等，开发辅助诊断系统，自动识别病灶并进行相应分型，协助提高临床超声医生诊断效率。
华大智造的远程超声机器人，不过是新技术发展的一个缩影，仅仅迈出了一小步。随着科技进步，机器人、医疗、5g三大技术实现深度融合，将会有更多医疗机器人产品落地，推动我国医疗产业向前发展。
来源：中国传动网 肖滢
