侯树文 科技日报记者 王春

支气管镜机器人作为世界呼吸介入领域最新前沿技术，目前全球只有少数国家实现了成熟的临床应用。近期，上海市肺科医院引进了Ion支气管镜机器人，并在其辅助下为一位患者进行了肺结节穿刺手术。

Ion系统支气管镜机器人搭载了很多先进设备，包括支气管导航光纤定位导管、支气管导航可视化探头、支气管导航光纤定位导管导引器等。它能够辅助医生在手术过程中，将消融设备递送到目标位置，即大小在2厘米以下且与支气管没有直接通向的结节部位，还可以像打靶一样对准结节进行精准穿刺。

推进肺结节的早诊早治

在所有恶性肿瘤中，肺癌的发病率和死亡率高居榜首，而早期发现和及时治疗是提高肺癌治愈率的关键。上海市肺科医院内镜中心副主任顾晔介绍，Ion支气管镜机器人可以做到诊治一体化，也就是在一次手术中同步完成诊断和治疗。

相比传统手段，Ion支气管镜机器人提高了肺癌的早期诊断率。“传统手段的诊断率在70%左右，而Ion支气管镜机器人的诊断率可以接近90%。”顾晔指出，利用该机器人可对早期肺结节病人进行筛查。

上海市肺科医院临床研究中心主任、肿瘤科副主任、内科教研室副主任苏春霞教授介绍，在一项应用Ion系统对外周肺结节的前瞻性、多中心、多阶段的单臂研究中，研究团队从美国6家中心招募了365位患者。结果显示，总体导航成功率超过98%，活检成功率达到94.6%，恶性肿瘤诊断灵敏度为85.2%。首次在较大样本中，证明了Ion机器人支气管镜的高诊断性和安全性。

筛查出肺部结节不难，但要准确找到病灶的位置却不简单。顾晔告诉记者，人体肺部气管盘根错节，形状如同一棵有很多树杈的树。对肺结节的诊断治疗就像是穿过层层枝杈摘取某一个树枝上的苹果，途中可能要拐好几个弯，因此必须通过导航技术进行精准定位。

此前，为了准确找到结节的位置，人们发明了超声气管镜以及电磁导航、虚拟导航技术。其中，超声气管镜能够探查气管结构，电磁导航和虚拟导航技术则起到辅助定位和引导的作用。但这些技术均存在瓶颈，比如较难定位距离气管很远的结节等。

而Ion支气管镜机器人却能身处人体气管“迷宫”不迷路，这是如何做到的呢？

顾晔介绍，Ion支气管镜机器人采用形变记忆定位法，可通过光纤形状传感系统感知计算出当前导管的形状和弯曲度。这相当于为消融肺部结节的穿刺针安装了GPS定位导航系统。“有了这个导航系统，在人的呼吸过程中，一旦肺部结节位置发生变化，机器人便可以实时监控‘捕捉’，医生则能够根据屏幕上的实时图像，精准锁定结节位置。”顾晔说，此外，Ion系统还能基于肺部CT图像对肺部气管进行三维重建，帮助医生规划最佳手术路径。

在树状气管里“行稳致远”

“人体内部普通的气管直径只有6毫米，相当于一根铅笔的直径。而有些肺癌结节会隐藏在直径更细的肺外周支气管中。”顾晔说，能在气管“迷宫”里“行稳致远”是Ion支气管镜机器人需要具备的另一大特质。

随着气管、支气管向下分支，肺周支气管形成管腔直径逐级变小的树状结构，而超过70%的肺癌结节就隐藏在肺外周支气管中。导管越细，其可以到达的外周支气管越多，能筛查的肺结节比例越高，可增加活检的到达率。

顾晔介绍，Ion支气管镜机器人的导管直径达3.5毫米，基本上可以进入第八级、第九级以后的支气管，这使得机器人能够在肺部“迷宫”里走得更远。

以往医生手动控制插入肺部的导管角度和弯曲度，存在一定局限性。一方面，由医生手动操控的导管无法深入到支气管更深更远的位置；另一方面，人为操作无法长时间保持一个状态一动不动，因此会使导管出现细微移动。在Ion支气管镜机器人的辅助下，医生可以通过操控台的滚轴精准控制导管的前进方向，实现毫米级的移动控制，并且可以在手术中长时间将导管固定在一个位置上。

直观复星医疗器械技术（上海）有限公司Ion业务总监上官泽敏说：“Ion系统由单个机械臂控制导管通过牵拉导管内的钢丝，来调整导管远端的形状和位置。到达肺部结节后，医生可以把导管位置锁定。”

“手术中，导管弯曲半径要控制在一个合适的范围内，才能保证不同的器械能够递送进去。”顾晔说，Ion支气管镜机器人能为医生标注并数字化显示导管的弯曲角度，从而进一步提高医生手术的精准度。

与以往通过经皮穿刺手术相比，Ion系统以微创的方式进行，利用人体气管自然的腔道更加“丝滑”地进入到人体更深的肺部气道，并精准抵达结节部位，这大大提高了手术的安全性，同时又降低了并发症的发生率，帮助患者在较短时间内恢复，减少了治疗过程中的不适。“原来经皮穿刺手术只能针对一侧的肺部进行穿刺，而且会发生气胸。机器人通过气管通道可以同时针对多个结节进行穿刺，出现气胸的概率也会非常低。”顾晔表示。