机器人植发系统的临床应用进展

朱逸飞，杨 凯，林尽染，刘庆梅，吴文育,,3*

（1.复旦大学附属华山医院皮肤科，上海，200040；2.上海市静安区中心医院皮肤科，上海，200040；3.复旦大学工程与应用技术研究院，上海，200433）

自体毛发移植术，简称植发，是将自体供区毛囊提取，然后移植到需要植发部位的手术技术。目前的主流手术方式有头皮条切取技术（Follicular unit transplantation，FUT）、毛囊单位钻取技术（Follicular unit excision，FUE），以及基于FUE的机器人植发技术。相较于FUT，FUE具有创伤小，瘢痕隐蔽，伤口愈合快的优势，逐渐成为当下或者和医生的首选。近年来，随着网络技术和人工智能的发展，机器人植发技术凭借其操作便捷、学习曲线短的优势受到医生和患者的关注。

1 关键技术与优势

最早的机器人植发系统是由Restoration Robotics公司研发的ARTAS系统，于2011年4月份获得FDA认证。ARTAS植发机器人基于FUE手术损伤小，可自动化、智能化、精确高速进行毛发移植手术，避免了不同医师之间由于经验不同而导致的手术效果差异，而且安全性高，得到了医师和患者的认可。ARTAS植发机器人拥有一系列关键技术来确保其操作的安全性和精确性，以及患者的舒适性。双摄像机成像，经人工智能处理，可实时评估毛囊数量与分布情况，精确分析毛囊方向与角度，自动挑选优质毛囊，自主避开毛发稀疏部位，实时为多关节机械臂提供活动指引。应用了供区头皮张紧器，相对FUE使用肿胀麻醉更少。双针系统（内针为锐针，有刻度，可穿破表皮；外针为钝针，旋转切割用于分离毛囊）可降低毛囊横切率，便于评估穿刺深度，可随时分别调整内外针的深度、穿刺角度。出于安全角度，压力感应系统和多处紧急停止按钮设计可触发自动停止操作，确保安全性。交互式界面设计大大增强了便捷性和可操作性。

2 历史发展

从2011年的ARTAS 4X开始，Restoration Robotics公司以接近每年1代的速度一直进行迭代更新，其中，ARTAS 8X于2016年9月26日获得了我国国家药品监督管理局（National Medical Products Administration，NMPA）的批准，其适应范围为：分离枕部毛囊单位，辅助医生在植发过程中提取毛囊，限于雄激素性秃发的黑色或棕色直发男性。目前国内已有多家医疗机构购置了该型号机器人植发系统。目前ARTAS植发机器人已更新到iX型号，相较于ARTAS 8X，毛囊提取速度提高约20%，使用了更大的头皮张紧器，以及更先进的智能算法，可以显著缩短手术时间。

现今的机器人植发系统除了ARTAS植发机器人之外，还有HARRTS（Human Assisted Rapid Robotic Transplant System）。HARRTS提供了冷存罐以临时储存毛囊和专用的毛囊植入器，可以保证更高的毛囊存活率并减少术中不必要的创伤。

3 临床应用

ARTAS植发机器人是毛发移植领域的重大突破。Rose等[1]总结了ARTAS植发机器人的优势，包括不会遗留线性瘢痕、创伤小、恢复快；对于医师来讲学习曲线短，不会疲劳，横切率不高，可以节约人力成本。适合于可以接受剃发、头发颜色为黑色或棕色、直发、能静坐较长时间（45-120分钟）、拒绝在头皮留下线性瘢痕的患者[2]。

针对ARTAS植发机器人，国外已开展了多项临床应用研究。Harris[3]和Rose[4]分别在2013年和2014年介绍了ARTAS植发机器人操作流程，以及术中需要注意的细节。毛囊提取方面，Avram[5]分析了20例采用ARTAS植发机器人植发的患者，发现其平均横切率为6.6%。Shin[6]收集了22例接受ARTAS植发机器人手术的韩国患者，统计发现横切率为4.91%2.9%，其中双发株毛囊单位比例为44.1%，三发株毛囊单位占到了31.9%，指出ARTAS植发机器人横切率不高，而且可以有效地提取多发株毛囊单位的毛发，会有更好的手术效果。Bernstein[7]于2016年对24例接受ARTAS植发机器人手术的患者进行分析，对比机器随机自动提取与人工干预选择提取，发现人工干预选择时可以获得更多的多发株毛囊单位，这对患者来说植发效果会更好。Bicknell[8]分析了3例接受ARTAS植发机器人植发患者，发现在提取过程中有部分毛囊会被负压抽吸至毛囊收集瓶，统计显示ARTAS提取毛囊的缺失率为5.8%，纳入所有被负压抽吸走的毛囊后统一计数，发现毛囊缺失率为2.4%。

机器人植发系统也可用于大数量毛囊单位（每次2000毛囊单位以上）的提取。Pereira[9]对1年内使用ARTAS植发的157名患者进行研究，其中67%的患者移植数量不少于2000单位，作者根据术前术后的临床照片对比发现患者临床效果良好，证明了ARTAS植发机器人在大量植发（大于2000单位）当中的安全性和可行性。

使用ARTAS植发机器人进行毛发移植手术的并发症与FUE类似，包括毛囊炎、术后休止期脱发、头皮感觉迟钝、麻木等情况，予以对症治疗或者随访即可[4]。

4 展 望

ARTAS植发机器人也有其不足之处。对于特殊部位的毛发ARTAS识别会比较困难，比如发流变化方向比较大的区域；耳上区域等部位的毛囊因为其毛干生长角度比较贴合头皮，横切率较高；靠近瘢痕位置的毛囊，因其生长方向与头皮质地的变化，横切率也较高。对于白发或者金发患者，尚可通过染成黑发来规避ARTAS植发机器人的图像识别问题，但是对于卷发患者，ARTAS植发机器人暂时也无能为力。提取过程中部分患者可能会有幽闭恐惧症，对于较多数量的毛囊单位移植，即使现在提取速度已经很快，部分患者仍会有疲劳感。还需要担心ARTAS植发机器人其硬件或者软件故障。此外，其较昂贵的手术费用，也是暂未能够在我国大面积推广的原因之一[5,9-12]。

毫无疑问，尽管机器人植发系统代表了现代毛发移植手术领域最先进的技术，但仍不能替代医师对毛发疾病做出正确诊断及制定合理治疗方案。另外，人工智能机器人的法律责任问题值得关注。虽然目前尚无由于ARTAS植发机器人引起医疗事故的报道，但是不代表其不存在医疗事故风险。而在出现医疗事故时责任如何界定，目前仍然没有先例和定论。尽管可以期待机器人植发技术会越来越先进和智能，但其始终需要有经验丰富的医师在旁边随时准备，在机械出现故障或者出现其他特殊情况时可以及时介入，避免患者受到伤害，必要时选择其他方式完成手术。

我国作为制造业大国，但目前在高端诊疗设备制造方面与发达国家还是有较大差距。在政策方面国家已经提出中国制造2025的宏伟构想，国内已开展机器人植发系统的研发。相信不久的将来，更符合中国患者毛发特点的机器人植发系统将应用到临床治疗中，未来可期。