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2019年6月6日，工信部發放4張5G牌照，標志著中國正式進入5G元年，也由此引發了人們對5G技術潛在應用的大范圍探討。其中，機器人、醫療、5G三大產業的融合，給人們帶來無限的想像。華大智造率先邁出了第一步，研發的遠程超聲機器人成為“機器人+醫療+5G”的先行者，讓想像成為了現實。在新冠肺炎疫情中，這款機器人先后在雷神山醫院、江岸方艙醫院、黃陂方艙醫院應用。本刊記者采訪了華大智造研發總監伍利，談一談遠程超聲機器人的研發歷程。 

初衷：解決邊遠地區醫療資源匱乏 

我國邊遠地區醫療資源匱乏，大部分基層醫療機構，如縣、鄉鎮等衛生機構服務能力不足。為了解決這個問題，實現城市醫療資源向基層下沉，構建有序的分級診療格局，從而提升基層醫療服務能力和效率，華大智造的遠程超聲機器人應運而生。 

伍利表示：“之所以選擇遠程超聲為切入點，是由于我國超聲醫生資源不足，已知缺口為15萬，且超聲人才培養周期長、難度大，基層超聲醫師匱乏。利用遠程超聲機器人，可使醫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，實現優質醫療資源的下沉與遠程醫療的真正落地。” 

華大智造的遠程超聲機器人主要為缺乏專業醫療資源地區受檢人群進行超聲檢查，如國內偏遠地區、醫聯體/醫共體下轄基層衛生機構、軍事設施、一帶一路跨國醫療援助等。在某些放射及傳感染環境下，用遠程超聲機器人對患者進行病情監測，如傳染性和危害性極強的呼吸道疾病患者，能夠保護醫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 

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

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，提供的是半自動三自由度遠程超聲機器人系統，使用時病人端需要由護士引導機械臂輔助完成掃描動作。19年西門子醫療發布了5G遠程超聲機械臂產品原型，目前該系統處于研發中。華大智造的遠程超聲機器人系統，是全球首套六自由度遠程超聲機器人系統，能夠實現全自動實時遠程超聲診斷，全程可由醫生遠程完成操作，病人端醫護操作減少至最低。 

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

之后，華大智造聯合深圳市羅湖區人民醫院，對林芝市人民醫院開展遠程超聲援助，援助病患數量近百例；聯合青海大學附屬醫院在果洛州人民醫院開展包蟲病遠程超聲檢查，檢查數量500多例，有效緩解邊遠地區缺少超聲醫生的困境。 

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

研發遠程超聲機器人的最初目的是解決醫療資源不平衡。而今年春節前夕爆發的新冠病毒疫情，為遠程超聲機器人開拓了一個全新的應用場景。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“真遠程” 

遠程超聲診斷系統集成了多傳感仿真探頭、互聯網安全加密、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。作為全球首臺遠程超聲機器人，研發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生的操作習慣，減少學習時間，快速上手，從并聯傳動機構到串聯傳動機構，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化。

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

醫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則形體，如何保證探頭根據外形輪廓以恒定壓力貼合皮膚，并跟隨移動，對于工業領域的機械臂有較大的難度。為此，研發團隊為機器人系統引入了力反饋系統，并研發了柔性運動控制等核心算法實現遠程“柔性控制”。在此基礎上，還進一步根據國內醫生操作習慣研發了醫生端操作方式，使得醫生無需對機器人進行復雜操作，可以沿用過去的操作習慣，基本不用學習,拿到機器后就可以上手操作。 

網絡傳輸也是一大難題。要實現信息安全加密、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，保證遠程診斷準確可靠，就必須要克服網絡傳輸帶來的時延和同步問題。不過，一方面得益于網絡通信技術的飛速發展，另一方面依賴于自己研發的核心軟件算法，這一問題最終得到了解決。 

華大智造的遠程超聲機器人設備支持4G、5G、固網等多種通訊方式，在常規情況下，20M以上專線網絡，或者100M以上常規寬帶都可以滿足機器正常使用。以西藏林芝為例，當地網絡條件有限，通過固網和深圳羅湖進行遠程連接，已經完成對林芝的百余例遠程超聲援助。通過遠程超聲系統，醫生可以和患者進行實時交流，讓醫患雖各處一方，但能夠身臨其境“還原”現場診斷的效果。 

未來，5G網絡的覆蓋可以使得醫生端和病人端的部署更加自由方便，適應更多場景，同時也會加快醫療機器人的普及。 

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用上已經實現了多點開花。不僅與301海南醫院合作建設遠程超聲中心，實現三沙市人民醫院400多例海島軍民的遠程超聲檢查，為海島官兵的突發戰創傷和訓練傷提供及時精準的評估，還為上海六院和臺州市大陳鎮衛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，成為上海市第六人民醫院超聲醫學科遠程分級醫療長三角一體化示范項目，暨科技部重點專項椒江醫聯體超聲綜合評價及培訓示范區項目。 

華大智造的遠程超聲機器人屬于創新型產品，無同類產品可比較，因此在資質申報時被劃為NMPA 3類醫療器械，已臨近獲批，目前在積極申請國家藥監局針對疫情的應急審批通道，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，充分利用醫院現有設備資源，降低采購成本。二是自動化超聲研發，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，開發輔助診斷系統，自動識別病灶并進行相應分型，協助提高臨床超聲醫生診斷效率。 

華大智造的遠程超聲機器人，不過是新技術發展的一個縮影，僅僅邁出了一小步。隨著科技進步，機器人、醫療、5G三大技術實現深度融合，將會有更多醫療機器人產品落地，推動我國醫療產業向前發展。