支氣管鏡機器人作為世界呼吸介入領域最新前沿技術，目前全球只有少數國家實現了成熟的臨床應用。近期，上海市肺科醫院引進了Ion支氣管鏡機器人，并在其輔助下為一位患者進行了肺結節穿刺手術。

Ion系統支氣管鏡機器人搭載了很多先進設備，包括支氣管導航光纖定位導管、支氣管導航可視化探頭、支氣管導航光纖定位導管導引器等。它能夠輔助醫生在手術過程中，將消融設備遞送到目標位置，即大小在2厘米以下且與支氣管沒有直接通向的結節部位，還可以像打靶一樣對準結節進行精準穿刺。

推進肺結節的早診早治

在所有惡性腫瘤中，肺癌的發病率和死亡率高居榜首，而早期發現和及時治療是提高肺癌治愈率的關鍵。上海市肺科醫院內鏡中心副主任顧曄介紹，Ion支氣管鏡機器人可以做到診治一體化，也就是在一次手術中同步完成診斷和治療。

相比傳統手段，Ion支氣管鏡機器人提高了肺癌的早期診斷率。“傳統手段的診斷率在70%左右，而Ion支氣管鏡機器人的診斷率可以接近90%。”顧曄指出，利用該機器人可對早期肺結節病人進行篩查。

上海市肺科醫院臨床研究中心主任、腫瘤科副主任、內科教研室副主任蘇春霞教授介紹，在一項應用Ion系統對外周肺結節的前瞻性、多中心、多階段的單臂研究中，研究團隊從美國6家中心招募了365位患者。結果顯示，總體導航成功率超過98%，活檢成功率達到94.6%，惡性腫瘤診斷靈敏度為85.2%。首次在較大樣本中，證明了Ion機器人支氣管鏡的高診斷性和安全性。

篩查出肺部結節不難，但要準確找到病灶的位置卻不簡單。顧曄告訴記者，人體肺部氣管盤根錯節，形狀如同一棵有很多樹杈的樹。對肺結節的診斷治療就像是穿過層層枝杈摘取某一個樹枝上的蘋果，途中可能要拐好幾個彎，因此必須通過導航技術進行精準定位。

此前，為了準確找到結節的位置，人們發明了超聲氣管鏡以及電磁導航、虛擬導航技術。其中，超聲氣管鏡能夠探查氣管結構，電磁導航和虛擬導航技術則起到輔助定位和引導的作用。但這些技術均存在瓶頸，比如較難定位距離氣管很遠的結節等。

而Ion支氣管鏡機器人卻能身處人體氣管“迷宮”不迷路，這是如何做到的呢？

顧曄介紹，Ion支氣管鏡機器人采用形變記憶定位法，可通過光纖形狀傳感系統感知計算出當前導管的形狀和彎曲度。這相當于為消融肺部結節的穿刺針安裝了GPS定位導航系統。“有了這個導航系統，在人的呼吸過程中，一旦肺部結節位置發生變化，機器人便可以實時監控‘捕捉’，醫生則能夠根據屏幕上的實時圖像，精準鎖定結節位置。”顧曄說，此外，Ion系統還能基于肺部CT圖像對肺部氣管進行三維重建，幫助醫生規劃最佳手術路徑。

在樹狀氣管里“行穩致遠”

“人體內部普通的氣管直徑只有6毫米，相當于一根鉛筆的直徑。而有些肺癌結節會隱藏在直徑更細的肺外周支氣管中。”顧曄說，能在氣管“迷宮”里“行穩致遠”是Ion支氣管鏡機器人需要具備的另一大特質。

隨著氣管、支氣管向下分支，肺周支氣管形成管腔直徑逐級變小的樹狀結構，而超過70%的肺癌結節就隱藏在肺外周支氣管中。導管越細，其可以到達的外周支氣管越多，能篩查的肺結節比例越高，可增加活檢的到達率。

顧曄介紹，Ion支氣管鏡機器人的導管直徑達3.5毫米，基本上可以進入第八級、第九級以后的支氣管，這使得機器人能夠在肺部“迷宮”里走得更遠。

以往醫生手動控制插入肺部的導管角度和彎曲度，存在一定局限性。一方面，由醫生手動操控的導管無法深入到支氣管更深更遠的位置；另一方面，人為操作無法長時間保持一個狀態一動不動，因此會使導管出現細微移動。在Ion支氣管鏡機器人的輔助下，醫生可以通過操控臺的滾軸精準控制導管的前進方向，實現毫米級的移動控制，并且可以在手術中長時間將導管固定在一個位置上。

直觀復星醫療器械技術有限公司Ion業務總監上官澤敏說:“Ion系統由單個機械臂控制導管通過牽拉導管內的鋼絲，來調整導管遠端的形狀和位置。到達肺部結節后，醫生可以把導管位置鎖定。”

“手術中，導管彎曲半徑要控制在一個合適的范圍內，才能保證不同的器械能夠遞送進去。”顧曄說，Ion支氣管鏡機器人能為醫生標注并數字化顯示導管的彎曲角度，從而進一步提高醫生手術的精準度。

與以往通過經皮穿刺手術相比，Ion系統以微創的方式進行，利用人體氣管自然的腔道更加“絲滑”地進入到人體更深的肺部氣道，并精準抵達結節部位，這大大提高了手術的安全性，同時又降低了并發癥的發生率，幫助患者在較短時間內恢復，減少了治療過程中的不適。“原來經皮穿刺手術只能針對一側的肺部進行穿刺，而且會發生氣胸。機器人通過氣管通道可以同時針對多個結節進行穿刺，出現氣胸的概率也會非常低。”顧曄表示。

臨床應用仍需探索

業內專家表示，未來支氣管鏡機器人可以與人工智能技術結合，自動識別路徑，實現自動化運行。

作為一項剛剛落地國內的技術，支氣管鏡機器人還需要結合臨床做進一步的探索研究。上海市肺科醫院基于Ion支氣管鏡機器人的應用效果，圍繞亞洲人群的特點，展開了一系列臨床研究，如針對肺結節的哪些部位可以進行診斷治療，成功率能夠達到多少，針對亞洲人群患者還有哪些改進方向或操作技巧……

此外，Ion支氣管鏡機器人只是應用于肺結節單一病種的診斷治療，未來能否將這項技術結合遠程醫療技術用于更多肺部疾病的診斷治療？目前，上海市肺科醫院正在聯合產業力量對該款機器人進行技術革新，讓這項成果能夠惠及更多肺部疾病的患者。