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外科權威研發醫療機械人 精準科技突破手術界限

許多科幻電影裏,機械人和人工智能都是人類的好朋友,一同應對各大挑戰。中大醫學院院長趙偉仁教授是科幻迷,現實中,他將科技與醫療完美結合發揮,在香港率先引用醫療機械人完成多項複雜的上消化道手術,提升癌症病人存活率。在政府InnoHK及香港科技園公司支持下,趙教授與團隊成立醫療機械人創新技術中心(MRC),開展多項醫療機械人的前沿研發,推動創新手術的臨床測試。由外科醫生到科學家,趙教授貫徹從醫的初心,希望更多病人受惠。

趙教授的父親是一位家庭醫生,他跟隨父親的步伐,行醫助人。「我喜歡科學,覺得如果能夠用科學幫人就更好!」在中大醫學院畢業後,趙教授加入威爾斯親王醫院外科部,認定上消化道外科的專業發展路向。「我很喜歡用雙手和技術,為病人根治疾病,手術後他們毋須再來醫院覆診,我便有很大滿足感。」

20多年前,中晚期上消化道癌症病人手術後仍有相當機會復發。當時趙教授想:「即使外科手術做得再好,也不能改變晚期癌症病人的命運。必須及早發現及治療,病人5年存活率愈高,術後需要接受電療、化療亦愈低。」為此,趙教授毅然到日本拜師學藝,學習治療早期的上消化道癌症的內鏡黏膜下剝離術(ESD),並將這種新穎的無創手術帶回香港。

 

武士刀變西洋鎗 機械人精準切除癌症黏膜

早期癌症尚未入侵黏膜下層,ESD可切除喉嚨、食道、胃、結腸、小腸、十二指腸等位置的癌症黏膜。病人毋須切除器官,微創手術的傷口細,復原速度快,亦減少出現併發症。然而,ESD操作非常困難,鏡頭與手術刀綑綁在一起,外科醫生需要同時操控兩者在狹窄的胸腔進行手術。

趙教授形容ESD就像一把鋒利的武士刀,非人人可以操控自如,但借助醫療機械人的力量,ESD便可改良為更具效率的西洋鎗。「胸腔附近有許多重要器官,例如心臟、氣管、大動脈、主要神經線等,手術要避免傷及這些位置,這時醫療機械人便大派用場,協助外科醫生在窄角度操作。」他先後於2011及2020年,首次利用內鏡機械人系統完成胃部及大腸的ESD,並獲得國家科學技術進步獎、瑞士日內瓦國際發明展評判嘉許特別金獎、「卡爾史托斯-哈羅德霍普金斯金內鏡獎」等殊榮。

 

醫工合作潛力巨大 建醫療機械人搖籃

從外科醫生、科學家,到掌管中大醫學院,趙教授笑言最享受還是做外科手術,現在反而是跳出舒適圈,「最出色的外科醫生,也只有一雙手、每日24小時。如果想拯救更多病人,研發醫療機械人是其中一條出路。有了精準的醫療機械人輔助,除了降低手術難度外,亦有助培訓新一代外科醫生。」

2020年,趙教授及中大機械與自動化工程學系歐國威教授在香港科學園成立MRC,成為開發各種醫療機械人的搖籃地,團隊包括中大醫學院不同專科醫生、工程師,亦有來自蘇黎世聯邦理工學院、倫敦帝國學院,及約翰‧霍普金斯大學的科研成員。「『醫工合作』是最重要一環,但是工程師著重精準計算、原型比例;外科醫生則考慮醫學痛點,手術複雜性等,雙方各有不同的『語言』。MRC正是提供一個共同環境,讓雙方一起解決問題。」

MRC的混合手術室專為研發新型機械人而設,設有磁力共振掃描及機械人輔助C臂X射線成像系統等。「這裏亦配備了精密加工儀器,即使是很細小的零件,也可以即時倒模製作,改進機械人原型。」在MRC誕生的Sentire腔鏡手術機械人,總共有15,000件零部件,全部都在這個實驗室製作出來。

 

科學園臨床前測試 加速新技術應用

創新醫療科技需要嚴謹的臨床前測試。趙教授感激科學園提供支援,包括合適的場地及配套設施,讓MRC放置重型儀器;並有完善的物流安排,方便進行多項活體動物和屍體實驗。Sentire腔鏡手術機械系統便在MRC完成臨床前測試,亦於一年內在香港及中國內地完成多個臨床測試,加速在市場應用的步伐。

環顧香港的創科前景,趙教授形容為「彎道超車」,「香港銳意發展成國際創科中心,過去5年特區政府投入的資金、環境、吸納的人才都超乎想像。下一步應運用大灣區優勢,以醫療機械人產業為例,香港專注前沿開發;大灣區則負製機械人製造,產生協同效應。另外,香港的臨床研究、醫療及藥物認證上,都累積豐富經驗,有力成為引進國內外醫療產品的橋樑。」

 

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