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孙东教授:基于机器人细胞微操作技术的精准医疗

2019年9月11日上午,由深圳市人民政府主办,OFweek维科网承办的“OFweek2019中国智慧医疗产业大会”在深圳会展中心举办。在上午的“智慧医疗行业分析与市场趋势专场”上,医疗领域专家学者、企业领袖各自带来精彩的主题演讲,共同探讨智慧医疗产业前沿技术创新。

其中,加拿大工程院院士、香港城市大学生物医学工程系讲座教授孙东带来了主题为《基于机器人细胞微操作技术的精准医疗》的演讲,现场掌声不断,精彩纷呈。

孙东:基于机器人细胞微操作技术的精准医疗

加拿大工程院院士、香港城市大学生物医学工程系讲座教授孙东

什么是精准医疗?

所谓精准医疗,它是一种将个人基因、环境与生活习惯差异考虑在内的疾病预防与处置的新兴方法。孙东教授表示,精准医疗的重点不在“医疗”,而在“精准”。从生物医学工程的角度出发,希望通过精准医疗操作工具实现在单细胞层面上的精准诊断与治疗。就目前而言,精准医疗面临的问题是缺乏精度、效率低、一致性差、成功率低、没有立体视觉等,而对未来的展望是高通量、高效率、高成功率、3D视觉反馈、移植细胞导航、人工智能操作等。

关于机器人细胞微操作技术的运用

随着机器人技术的快速发展,医疗领域也逐渐有了机器人的一席之地。作为一种手术辅助工具,机器人在医疗行业的作用越来越大,尤其是在细胞手术机器人领域,利用细胞机器人技术实现手术从器官到细胞层面的重大转变,已成为智慧医疗与精准医学领域的热门话题。细胞手术机器人是指采用一种自动化及视觉视像技术,利用微操作工具实现细胞或者亚细胞层面的精准操作的机器人,这是一个新兴的概念,与国际上精准医学的发展趋势紧密关联。

运用机器人细胞微操作技术去实现精准医疗,其中一个重要的操作就是如何将治疗细胞输送到指定部位。对此,孙东教授认为,要实现手术从器官到细胞层面的转变首先要解决的问题是如何操控细胞。在实现精准操作之前,首先要精准地感应到单细胞层面的信息,进行早期诊断和治疗,细胞治疗是通过单细胞修复,然后放大增值至万数量级以上,接着进行细胞的传送,达到治疗的目的。

细胞手术机器人是将手术从器官到细胞层面实现的重大转变,要实现这些首先要解决用什么方法去操作细胞。现有的方法包括体内循环输送系统,大剂量细胞注入等,但是这些方法容易发生因细胞因子过量,引起严重过度免疫反应,造成不良反应。解决这类问题的办法是通过细胞精准的输送,应用磁控机器人输送细胞是一个理想的解决方案,基于机器人细胞微操作技术作为一项革新技术,可在单细胞层面进行各种自动化操作,然后再通过细胞扩增及精准传输进行临床治疗。

细胞手术机器人作为一种新技术,可以达到高通量、高效率、高成功率及具有3D视觉反馈等效果,这是把机器人技术应用到细胞手术层面。孙东教授还给大家讲解了细胞手术机器人的技术细节,他提到了运用机器人辅助光镊操作实现单细胞体内自主导航的案例,光镊通过使用聚焦光束所施加的力量,可作为机器人一种特殊的末端执行器,以非接触的方式来达到皮牛和纳米级别的精度来捕获、操作细胞。

对于未来细胞手术机器人的发展,孙东教授表示,细胞手术机器人代表了医疗机器人发展的前沿,使用自动化的光镊、微针进行光机操作,可以实现细胞的精准修复手术,未来细胞手术机器人的应用可以极大程度促进精准医学和再生医学的发展。

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