Künstliche Intelligenz spielt in der klinischen Chirurgie eine immer größere Rolle. Auf der CIFTIS 2024, die im September endete, wurde ROPA, der weltweit erste orthopädische Operationsroboter, der mit Deep-Learning-Technologie mit künstlicher Intelligenz ausgestattet ist, zum Star und zog Händler aus aller Welt zur Beratung an, darunter auch den Oberbürgermeister von Göttingen.
Warum glänzt ROPA? Im Forschungs- und Entwicklungszentrum von Beijing Changmugu Medical Technology Co., Ltd. (im Folgenden „Changmugu“ genannt), das den chirurgischen Roboter entwickelt und produziert, fand der Reporter die Antwort: Mithilfe künstlicher Intelligenz können Ärzte drei Behandlungspläne entwerfen -dimensionale Modellierung und präzise Assistenz von Robotern, so dass die „Untersuchung des geschlossenen Buches“ der zuvor durch Erfahrung durchgeführten Operation zu einer „Untersuchung des offenen Buches“ der Operation mit Zuversicht wird.
In der traditionellen orthopädischen Chirurgie gibt es viele Schwachstellen: Beispielsweise muss man sich in der präoperativen Planungsphase auf Erfahrung verlassen, um die Position der Prothese zu bestimmen, und es herrscht Unsicherheit bei der Operation. Das intraoperative Sichtfeld ist eingeschränkt und der „tote Winkel“ erhöht das Operationsrisiko; Auch die präzise Kraftkontrolle bei chirurgischen Eingriffen stellt eine Herausforderung dar und jede geringfügige Abweichung kann zu postoperativen Komplikationen führen.
ROPA, das „Gehirn“, „Auge“ und „Hand“ präzise koordiniert, löst diese Schmerzpunkte – die Operationssimulationssoftware ist wie ein „digitales Gehirn“, das Ärzten dabei helfen kann, innerhalb von 5 bis 10 Minuten einen personalisierten 3D-Operationsplan zu formulieren mit nur der CT des Patienten vor der Operation; Die präzise optische Positionierung ist wie ein „digitales intelligentes Auge“, das die Veränderungen der Patientenposition während der Operation in Echtzeit überwacht und verfolgt und so Ärzten hilft, die Einschränkungen der traditionellen Chirurgie und den toten Winkel der Operation zu überwinden. Die intelligente Nachsorgetechnologie ist wie eine „digitale intelligente Hand“, und jeder wichtige Schritt im chirurgischen Prozess kann präzise ausgeführt werden, wodurch ein Durchbruch in der chirurgischen Genauigkeit im Submillimeterbereich erzielt wird.
„Ein Arzt kann mehr als 1,{1}} orthopädische Gelenkersatzoperationen pro Jahr und etwa 20,000 oder 30,000 im Leben durchführen.“ Zhang Yiling, Vorstandsvorsitzender des Unternehmens, sagte, dass das künstliche Intelligenzsystem mit dem Segen der 3D-Chirurgiesimulation mit künstlicher Intelligenz Hunderttausenden Patienten helfen kann, innerhalb eines Jahres wieder gesund zu werden.
Die Geburt von ROPA schließt die globale Technologielücke bei der Anwendung künstlicher Intelligenz für 3D-Chirurgiesimulationen im Bereich der orthopädischen Robotik. Doch zur Überraschung vieler Kollegen war das Unternehmen, das einen „Null-Durchbruch“ geschafft hat, vor mehr als 5 Jahren noch ein Start-up-Team mit nur drei Leuten.
Im Jahr 2015 promovierte Zhang Yiling an der Harvard University in den USA. Zu dieser Zeit war der von Intuitive Medical in den USA entwickelte Operationsroboter „da Vinci“ in vollem Gange und der orthopädische Mako-Roboter der Orthopädie Auch Anführer Stryker wurde immer reifer.
„Zu diesem Zeitpunkt hatte kein Unternehmen in China die Vermarktung orthopädischer Operationsroboter genehmigt, geschweige denn die industrielle Entwicklung.“ Zhang Yiling verspürte ein starkes Krisen- und Missionsgefühl: „Dies ist ein Wettbewerb zwischen Ländern“, sagte Zhang Yiling. Er traf die gleiche Entscheidung wie Dr. Liu Xingyu von der Tsinghua-Universität.
Die beiden jungen Männer verstanden sich gut mit Lei Ming von der Stanford University, einem der sieben Musketiere, die Baidu gründeten, der entschlossen war, einen chinesischen orthopädischen Operationsroboter mit künstlicher Intelligenz zu bauen. Im Jahr 2017 wurde Changmu Valley offiziell gegründet und der Ursprung des Namens geht auf die Alma Maters der drei Gründer zurück – Harvard University Changmu Medical District, Tsinghua University Mizuki Tsinghua University und Stanford University Silicon Valley. 2018 kehrte das Gründerteam nach China zurück und landete in Zhongguancun, Peking.
Ziel ist es, den Fluss zu überqueren, indem man die Steine ertastet. „Von Null auf Eins zu gehen ist das Schwierigste. Die Anwendung der Technologie der künstlichen Intelligenz im Bereich des Roboterdesigns, ganz zu schweigen davon, dass die Chinesen es damals noch nicht getan haben, so etwas gibt es auf der Welt nicht.“ Zhang Yiling sagte das Obwohl die Anwendung neu ist, ist sie machbar: Die Orthopädie ist stark auf medizinische Bilder angewiesen, und die Deep-Learning-Technologie mit künstlicher Intelligenz eignet sich sehr gut für diese Art der Bildverarbeitung. Beispielsweise für die CT-Modellierung, nachdem das Team des Unternehmens mehr als 10 Millionen manuelle Skizzen erstellt hat Bilder einzeln, Es begann mit der Einführung von Algorithmen für künstliche Intelligenz, um maschinelles Lernen bei der automatischen Identifizierung von Oberschenkelknochen, Schienbein und Wadenbein zu unterstützen.
Einerseits verbrachte das Team drei Jahre damit, mehr als 100000 Patienten und zig Millionen medizinische Bilder nacheinander zu markieren, maschinelles Training durchzuführen und andererseits ständig die Korrektheit des Roboteralgorithmus zu bestätigen und die Durchführbarkeit einer präoperativen Planung mit klinischen Experten. Nach kontinuierlicher Auseinandersetzung, Einarbeitung und Feinabstimmung wurde die reiche chirurgische Erfahrung führender Experten für Gelenkchirurgie in Standardalgorithmen für Deep Learning von Robotern umgewandelt. Erst als klinische Studien wiederholt zeigten, dass Changmugus 3D-Chirurgiesimulationssoftware mit künstlicher Intelligenz die Genauigkeit orthopädischer Chirurgie auf 97 % verbessern konnte, hatte Zhang Yiling das Gefühl, dass der Beginn des Sieges bereits in Sicht war.
Im Jahr 2022 wurde AIJOINT, die orthopädische Operationsplanungssoftware von Changmugu, von der staatlichen Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde als „erstes Unternehmen in China“ für den grünen Kanal für die Sonderzulassung innovativer Medizinprodukte zugelassen. Am 24. Oktober 2023 wurde diese Software von der National Medical Products Administration (NMPA) für die Registrierung innovativer Medizinprodukte zugelassen und ist damit das erste zugelassene Registrierungszertifikat der Klasse III für innovative Medizinprodukte in der Kategorie KI-gestützte orthopädische Therapie in China. Am 5. August 2024 erhielt AIJOINT die Zertifizierung der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA).
Als Zhang Yiling über das nächste Sprintziel des Unternehmens sprach, konzentrierte er sich auf die Kommerzialisierung und Peking wurde zu einer Schlüsselstadt. „Ich glaube, dass Roboter in Zukunft zum Standard im Operationssaal werden werden.“ Zhang Yiling sagte, dass die Mobiltelefonnavigation mit Hilfe des Robotersystems für orthopädische Chirurgie mit künstlicher Intelligenz zum Standard für Reisen geworden sei und es Ärzten möglich sein werde, über eine hochpräzise chirurgische „Navigationskarte“ zu verfügen.