人工智能時代機器人外科診療進展及展望

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬**醫(yī)院 胸外科（杭州   310003）

通信作者：胡堅，Email：dr_hujian@zju.edu.cn

關(guān)鍵詞： 人工智能；機器人手術(shù)；胸外科；智能化手術(shù)流程

引用本文：黃沙, 何哲浩, 王志田, 汪路明, 張翀, 呂望, 胡堅. 人工智能時代機器人外科診療進展及展望. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2019, 26(3): 197-202. doi: 10.7507/1007-4848.201812043

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近年來，隨著各種智能設(shè)備與技術(shù)不斷融入人們?nèi)粘Ｉ?，例如手機智能助理、語音文字識別、生物識別、自動駕駛技術(shù)、掃地機器人等。我們對人工智能（artificial intelligence，AI）這個名詞愈發(fā)熟悉。人工智能技術(shù)正進行著全方位的滲透，當然醫(yī)療領(lǐng)域也不例外。

AI 是用于模擬和擴展人類智能的理論方法、技術(shù)手段及應(yīng)用系統(tǒng)的一門學(xué)科[1]。其利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)，使用通用的學(xué)習(xí)策略，可以從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律或聯(lián)系，因此能夠根據(jù)新數(shù)據(jù)自動調(diào)整，而無需重設(shè)程序算法。AI 中有三大分支同醫(yī)療關(guān)系*密切，分別是專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)深度挖掘。當今時代 AI 在醫(yī)療的布局涵蓋院前管理、院內(nèi)診療、院后康復(fù)和藥物研發(fā)，涉及的方面從慢病管理到醫(yī)學(xué)影像、輔助決策和診療的方方面面。目前 AI 在醫(yī)療*成功的商用代表是由 IBM 與紀念斯隆-凱特林癌癥中心（Memorial Sloan-Kettering Cancer Center，MSK）聯(lián)合開發(fā)而成的 Watson 系統(tǒng)。它采集了近 1 500 萬頁醫(yī)學(xué)資料，綜合運用 MSK 享譽全球的癌癥專業(yè)知識與 IBM Watson 的分析速度為患者提供個性化癌癥治療方案，加上其具備機器學(xué)習(xí)功能，能夠持續(xù)學(xué)習(xí)腫瘤學(xué)研究成果。

現(xiàn)今，AI 技術(shù)開始在胸外科領(lǐng)域進行了探索，并且在胸外科相關(guān)影像與病理判讀方面取得一定突破，未來 AI 也將在代表胸外科手術(shù)*高智能化的手術(shù)機器人上持續(xù)發(fā)力，本文將對 AI 與機器人外科的結(jié)合作一討論。

1   人工智能在胸外科的應(yīng)用現(xiàn)狀

計算機斷層掃描（computed tomography，CT）是胸外科醫(yī)生檢測肺結(jié)節(jié)*常見且*基本的技術(shù)，是肺癌篩查和診斷的主要臨床手段?，F(xiàn)階段的篩查是由人工閱片完成的，但隨著篩查人數(shù)的快速增長，高分辨率 CT 的圖像數(shù)增加至上百張，人工處理圖像的方法越來越難勝任此項任務(wù)，因此 AI 輔助醫(yī)生顯得必要且高效。得益于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（convolutional neural network，CNN）的興起，機器學(xué)習(xí)的技術(shù)在影像識別領(lǐng)域取得了顯著的進步，CNN 的學(xué)習(xí)過程模擬了動物視覺皮層組織，一個成功訓(xùn)練的 CNN 模型可以在預(yù)處理信息的過程中構(gòu)建層次信息[2]。目前已有報道，針對局部征象的 CNN 模型快速成功地識別出胸部 X 線片中的各類病灶，包括：結(jié)節(jié)、間質(zhì)影、胸膜牽拉、氣胸、實體占位、心臟肥大等[3]。另有一些深度學(xué)習(xí)模型對肺癌篩查的計算機輔助檢測（computer-aided detection，CAD）系統(tǒng)進行了評估，在肺結(jié)節(jié)分類及惡性風險預(yù)測方面顯示出相當大的可行性[4-5]。肺結(jié)節(jié) CAD 技術(shù)通過各類分析算法實現(xiàn)了胸部 CT 圖像中肺實質(zhì)的分割、肺結(jié)節(jié)的分割與檢測以及肺結(jié)節(jié)良惡性判斷等[6]。Ciompi 等[7]提出一種基于 CNN 的肺結(jié)節(jié)自動分類法，其性能強大可媲美臨床專家，另外王媛媛等[8]的研究表明 CNN 對于 CT/PET-CT 多模態(tài)圖像識別有良好的效果，能實現(xiàn)較高的肺部腫瘤識別率。雖然 CNN 能更加準確快速地識別肺結(jié)節(jié)，但目前僅有少數(shù)方法通過結(jié)合 AI 深度學(xué)習(xí)與 CT 影像來識別肺結(jié)節(jié)。

病理閱片與 CT 影像在胸外科雖屬不同范疇的診斷手段，但有異曲同工之處：兩者均依賴視覺圖像；兩者均面臨繁重的工作量。AI 在合適的階段介入了病理診斷領(lǐng)域并有替代人工診斷的勢頭。Koller 和他的同事基于機器學(xué)習(xí)技術(shù)開發(fā)了一套病理切片的腫瘤識別工具，稱為 C-Path[9]。其能夠在細胞上皮與基質(zhì)中分辨細胞核與細胞質(zhì)的毗鄰關(guān)系，確定胞核的大小與定位。C-Path 經(jīng)過不斷的訓(xùn)練，可以實現(xiàn)腫瘤識別，甚至利用病理結(jié)果、基因背景以及臨床特征，多維度預(yù)測患者預(yù)后[10]。AI 病理識別模型已經(jīng)在乳腺癌與胃癌領(lǐng)域大放異彩[11]，相信不久的將來就能有輔助診斷肺癌、食管癌或胸腺瘤的 AI 出現(xiàn)。

上述 AI 的技術(shù)應(yīng)用更偏向于輔助診斷，但對于胸外科醫(yī)生來說，手術(shù)是核心，且常使用例如達芬奇機器人這類全球頂尖外科機器人技術(shù)來完成胸外科手術(shù)。據(jù)美國直覺公司的統(tǒng)計，2017年胸外科達芬奇機器人手術(shù)量已占全美胸外科手術(shù)的12%，高精尖科技與胸外科結(jié)合已大勢所趨，那么同為高端技術(shù)代表的 AI 在機器人手術(shù)中已有何種應(yīng)用？并將會碰撞出何種火花呢？

2   機器人手術(shù)應(yīng)用進展

如果說 1985 年由美國洛杉磯醫(yī)院研制的腦組織活檢定位機器人 Puma560 的出現(xiàn)代表著手術(shù)機器人的開端，那么 2000 年 Intuitive Surgical 公司推出的 da Vinci?機器人就標志著外科正式進入了手術(shù)機器人時代。達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)憑借多種核心技術(shù)：高清視覺、直覺操作、人體工程學(xué)控制臺和高自由度仿真手腕等，成為了全世界應(yīng)用*廣、***的手術(shù)機器人，其應(yīng)用范圍涵蓋心胸外科、普外科、泌尿外科等數(shù)十個學(xué)科。

近 10 年來，電視胸腔鏡輔助胸外科手術(shù)（video-assisted thoracic surgery，VATS）和機器人輔助胸外科手術(shù)（robot-assisted thoracic surgery，RATS）共同組成了胸外科的微創(chuàng)外科（minimally invasive surgery，MIS）理念。MIS 下的胸外科手術(shù)出血量少、患者術(shù)后疼痛減輕、住院時間明顯縮短、安全性高、圍術(shù)期死亡率低。VATS 的運用已趨于成熟規(guī)范化，處于平臺期，是目前胸外科手術(shù)的主流；RATS 對比 VATS 有局部優(yōu)勢，擅長解剖狹窄部位，可以拓展至更復(fù)雜的手術(shù)，譬如支氣管袖狀切除或局部晚期手術(shù)，RATS 下主刀舒適性提高，手術(shù)團隊獲益，并且容易上手，對于成熟胸外科醫(yī)生來說僅需 20 臺次的訓(xùn)練即可掌握。然而 RATS 在解剖性肺葉切除術(shù)中對比 VATS 無明顯的優(yōu)勢[12]。RATS 雖是高端手術(shù)技術(shù)的代表，仍處于探索期，需要不斷發(fā)展前進。手術(shù)機器人的發(fā)展已從常規(guī)優(yōu)化進一步邁向從非智能狀態(tài)向初-中級智能化的創(chuàng)新變革。

2.1   微創(chuàng)化

機器人手術(shù)的微創(chuàng)化目前有兩大改變，一個是機器人操作孔的改變；另一個是機器人操作臂的改變。單孔（single-port）技術(shù)的發(fā)展使得機器人手術(shù)常規(guī)需要的 4 個操作孔變?yōu)?1 個，手術(shù)機器人的器械與內(nèi)鏡經(jīng)由單孔多通道的 Port 交叉進入術(shù)野，加上遠端固定點技術(shù)可以減少對 Port 的牽拉，機器人手術(shù)到達了微微創(chuàng)的程度。

機械臂單孔化作為機器人微創(chuàng)化的另一大思路，目前已有成熟產(chǎn)品面世：da Vinci? SP 系統(tǒng)，其通過將 3 個仿生手腕工具和攝像臂集于 2.5 cm 的單孔套管內(nèi)，實現(xiàn)單孔化手術(shù)，并可深入腔體內(nèi)部達 24 cm，不受局限地完成手術(shù)。

2.2   多功能化

手術(shù)機器人的多功能化之一是術(shù)中光學(xué)示蹤—使用額外的熒光激發(fā)與接收設(shè)備實現(xiàn)關(guān)鍵解剖部位的結(jié)構(gòu)識別。其基本原理是利用吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）與白蛋白結(jié)合的特性，且 ICG 受激發(fā)后能夠發(fā)出近紅外（near-infrared，NIR）熒光。NIR 自發(fā)熒光效應(yīng)低并具有較強的組織穿透能力，這些特性造就了 ICG 結(jié)合于 MIS 后有諸多的應(yīng)用，包括可視化血管、評估吻合口的灌注、尋找前哨淋巴結(jié)、判斷段間平面等[13]。

機器人手術(shù)術(shù)中超聲定位是肺結(jié)節(jié)實時定位的又一項新技術(shù)，其實質(zhì)是機械臂的多功能化—機器人專用探頭的彩色多普勒超聲掃描診斷儀可對靠近膈面、縱隔面、肩胛骨等部位、難以行 CT 引導(dǎo)下定位操作的結(jié)節(jié)進行快速術(shù)中定位。研究表明，術(shù)中超聲定位并未延長手術(shù)時間，同時還具有減少出血量，縮短住院時間等優(yōu)勢[14]。同樣，有團隊運用胃鏡在食道病灶處放置金屬標記夾，配合超聲進行定位后完成 MIS 下食管癌切除術(shù)[15]。

手術(shù)機器人多功能化之三為短距離放療。Xoft?的近距離放療系統(tǒng)配合達芬奇機器人實現(xiàn)了術(shù)中放療，該產(chǎn)品的球囊施源器能通過 1 cm 的穿刺器，將放射劑量精準施加在可疑殘留腫瘤細胞的區(qū)域，顯著降低局部腫瘤復(fù)發(fā)可能性，延長生存期，提高腫瘤綜合治療效果。相較于傳統(tǒng)外放射治療，短距離放療優(yōu)勢在于能達到更高的局部放射劑量并減少治療總周期。隨著技術(shù)革新與人工智能算法的輔助，胸部放療機器人也應(yīng)運而生。近日，Dou 等[16]報道了一種新型的 CT 引導(dǎo)下機器人輔助肺癌近距離放療系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有較高的準確度與可重復(fù)性，通過放療規(guī)劃系統(tǒng)地控制實現(xiàn)靶向部位的自動定位后穿刺。雖然全世界范圍內(nèi)目前正式臨床化與商業(yè)化的短距離放療機器人系統(tǒng)寥寥無幾，且僅有的放療機器人針對的靶器官幾乎都是前列腺，至于針對其他靶器官放療系統(tǒng)的成熟產(chǎn)品更是仍在搖籃中[17]，但是放療是肺癌綜合治療重要的一環(huán)，機器人輔助下的胸部放療系統(tǒng)是未來開拓的方向，在縮短人工操作時間的同時又能提高病灶定位與治療范圍評估的準確性。

短距離放療機器人背后的技術(shù)保證正是手術(shù)機器人多功能化之四：穿刺機器人。ROBIOTM EX 作為當今操作性機器人的代表，是一種 CT 和 PET-CT 引導(dǎo)的機器人定位系統(tǒng)，機器人的輔助有助于快速準確地定位腫瘤、放置工具，適用于腹部和胸部的介入手術(shù)，包括活檢、細針抽吸細胞學(xué)檢查、疼痛治療、引流和腫瘤消融。

2.3   一體化

一體化的目標是將多功能化的產(chǎn)品均在一種設(shè)備上實現(xiàn)，這就要求單個功能的微型化和集成化，例如術(shù)中光學(xué)示蹤的實現(xiàn)需要近紅外激發(fā)與接收設(shè)備，實際上，機器人技術(shù)已將熒光染料與達芬奇機器人專用的相機頭、內(nèi)窺鏡和激光光源結(jié)合在一起。外科醫(yī)生現(xiàn)在可以在三維組織表面下實時識別脈管系統(tǒng)，同時也可以觀察關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)[18]。

高端技術(shù)的雜交使得機器人手術(shù)更加高效、安全和精準。對于胸外科醫(yī)生來說，肺癌冰凍病理決定著一部分患者的手術(shù)是行亞肺葉切除術(shù)還是肺葉切除術(shù)，許多胸外科醫(yī)生都有苦苦等待冰凍病理結(jié)果的時候，而當今機器人手術(shù)一體化技術(shù)另一令人興奮的突破為術(shù)野實時病理。顯微內(nèi)鏡的發(fā)明使體內(nèi)、原位、實時的組織學(xué)細胞學(xué)診斷站上了病理學(xué)的舞臺，使高效的切緣病理分析、實時組織活檢成為現(xiàn)實[19]。顯微內(nèi)鏡經(jīng)過幾代技術(shù)革新達到僅需毫米級微型生物光子探頭就可實現(xiàn)細胞水平成像，且可以完美輔助于達芬奇機器人系統(tǒng)。顯微內(nèi)鏡與機器人系統(tǒng)一體化通過兩種方式實現(xiàn)，一是將探頭結(jié)合在達芬奇機械臂的持針手腕上；二是作為獨立的機械臂[20]。另外，新型力感應(yīng)顯微內(nèi)鏡探頭增加了在復(fù)雜、大面積的三維表面上獲取類似組織學(xué)圖像的能力[21]。共聚焦顯微內(nèi)鏡技術(shù)可提供大面積、高分辨率的圖像，這些都是組織識別與切緣評估的重要保障[22]。Lopez 等[23]將正式病理切片圖像與通過大面積、高速、深度掃描而獲得的高分辨率顯微圖像進行比對時發(fā)現(xiàn)了兩者高度契合，這令人不禁對組織影像診斷學(xué)充滿信心。也不禁令人聯(lián)想到：AI 的深度學(xué)習(xí)功能可通過學(xué)習(xí) HE 染色病理切片的診斷模型進而識別顯微內(nèi)鏡圖像中相應(yīng)細胞結(jié)構(gòu)，*終達到術(shù)野實時的 AI 病理評估。

手術(shù)機器人的微創(chuàng)化、多功能化和一體化代表著當今***的機器人手術(shù)技術(shù)，但是胸外科醫(yī)生們是否滿足于此呢？達芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)是外科醫(yī)生操作機械臂手術(shù)的人機協(xié)作型機器人，它不能代表人工智能化的手術(shù)，并且達芬奇機器人系統(tǒng)是“全科”機器人，面對日益細分學(xué)科的外科，其不能勝任?？迫蝿?wù)。因此，具備智能診斷并提供全功能手術(shù)解決方案的高智能化手術(shù)機器人是未來，是變革的方向。

3   機器人手術(shù)的未來

得益于 CNN 技術(shù)和機器學(xué)習(xí)的進步，我們相信，機器人手術(shù)將更加智能。抱著使患者利益**化的宗旨，AI 化的機器人手術(shù)流程貫穿術(shù)前到術(shù)中直至手術(shù)完成，包括術(shù)前智能診斷、預(yù)測術(shù)中風險、智能選擇方案到術(shù)中病灶定位識別并通過快速現(xiàn)場細胞學(xué)評估（rapid on site cytological evaluation，ROSCE）強化診斷，以期進一步評估或修訂手術(shù)方案、優(yōu)化術(shù)式；見圖 1。AI 的加入絕不是與醫(yī)療技術(shù)兩者間生硬的加法，而是作為橋梁，是連結(jié)現(xiàn)有各項診療技術(shù)孤島的跨海大橋。

3.1   術(shù)前規(guī)劃

胸外科醫(yī)生術(shù)前規(guī)劃*常依賴于 CT，但 CT 提供的斷層圖像不夠直觀，因此應(yīng)運而生的胸部 CT 三維重建技術(shù)加上三維數(shù)字軟件將患者全肺圖像立體化，可清楚顯示病灶所屬肺段，清晰觀察器官內(nèi)部、占位與血供。有經(jīng)驗的主刀醫(yī)生甚至可以在腦海中預(yù)演一遍開刀全過程。那么為何不讓 AI 來完成這部分預(yù)手術(shù)的全過程？深度學(xué)習(xí)并能自我推演、模擬的 AI 利用頂尖胸外科醫(yī)生手術(shù)知識和經(jīng)驗，依托數(shù)字化三維肺部重建的數(shù)據(jù)仿真各類胸外科手術(shù)全過程，可視化展現(xiàn)手術(shù)方案與步驟，上傳數(shù)據(jù)至達芬奇機器人系統(tǒng)以實時輔助主刀，制定手術(shù)切除范圍，計算患者術(shù)后肺殘量，預(yù)測陽性淋巴結(jié)，*終針對患者完成標準化的精準手術(shù)。

3.2   術(shù)中導(dǎo)航

如果將完成機器人手術(shù)的主刀醫(yī)生與民航飛行員做個類比，我們不難發(fā)現(xiàn)，兩者均需要實時的操作“窗口”，看清目標的“相機”，保駕護航的各類“傳感器”，實現(xiàn)精細操作的“機翼”，以及至關(guān)重要的“導(dǎo)航”系統(tǒng)和“地圖”。胸外科醫(yī)生雖然可以做到“起飛”前的路徑規(guī)劃，達到*終目標，但“航線”偏差也是可能的事，因此眼見為實的實時病灶或淋巴結(jié)定位就顯得非常必要。

多中心、前瞻性研究顯示，利用放射性膠體和藍色染料的雙示蹤可繪制胃癌的前哨淋巴結(jié)（sentinel node，SN）分布地圖。肺癌、食管癌中的 SNs 廣泛分布于頸部至腹部，其轉(zhuǎn)移模式不可預(yù)測，因此 SN 導(dǎo)航不僅能作為檢測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的準確診斷工具，也可針對 SN 行個體化淋巴結(jié)清掃或預(yù)防性照射，而且借助 AI 的分析力其也能作為早期肺癌、食管癌患者預(yù)后分層的工具[24]。鑒于 SN 導(dǎo)航技術(shù)的進步，機器人系統(tǒng)下可視化 SN 導(dǎo)航技術(shù)可以輔助主刀完成優(yōu)先、精確的淋巴結(jié)清掃術(shù)。

機器人術(shù)中超聲是術(shù)中導(dǎo)航的另一解決方法，它能實時觀察到結(jié)節(jié)，但超聲特異度和準確率仍不夠理想，且易受干擾。不過利用 AI 強大的學(xué)習(xí)能力，完全可以彌補既有的缺陷，通過大樣本量建立肺結(jié)節(jié)術(shù)前 CT-術(shù)中超聲-術(shù)后病理的多模態(tài)模型，實時分析術(shù)中采集的超聲圖像完成病灶定位。我們可期超聲定位與 AI 的技術(shù)融合將開創(chuàng)術(shù)中肺結(jié)節(jié)自動識別的時代！說到結(jié)節(jié)定位，另外一項不得不提的技術(shù)為電磁導(dǎo)航支氣管鏡。目前證明電磁導(dǎo)航引導(dǎo)下經(jīng)皮肺活檢診斷肺部結(jié)節(jié)是安全、可行的[25]；經(jīng)電磁導(dǎo)航引導(dǎo)放置染色標記物，對肺部小結(jié)節(jié)進行定位也同樣是安全有效的[26]。

上述技術(shù)可謂是內(nèi)外科融合的典范。那么我們完全可以大膽設(shè)想磁導(dǎo)航與機器人手術(shù)結(jié)合，經(jīng)磁導(dǎo)航引導(dǎo)定位放置“標記物”以標定結(jié)節(jié)，AI 將借助達芬奇機器人系統(tǒng)的高清視野通過光學(xué)、影像學(xué)、染色標記物等*終識別結(jié)節(jié)，并在主刀視野中顯示方位。未來“里應(yīng)外合”的雜交技術(shù)完全可以將肺結(jié)節(jié)定位準確率提高至 100.0%。

3.3   術(shù)中強化診斷

ROSCE 是以快速現(xiàn)場細胞學(xué)評價為核心，實時伴隨于病灶標本取材過程的快速細胞學(xué)判讀技術(shù)。隨著平臺與學(xué)科的交叉融合，基于 ROSCE 的手術(shù)方式選擇、切除范圍界定、淋巴結(jié)清掃范圍確定、**方案的決定可交由 AI 做輔助判斷。三大技術(shù)保障術(shù)中強化診斷：非離體的密閉空間內(nèi)組織標本處理技術(shù)；集成適用于病理診斷顯微鏡的機器人操作臂；AI 病理診斷系統(tǒng)。手術(shù)方案不僅僅由主刀經(jīng)驗或者臨床指南來制定，而是基于影像-病理-術(shù)式-預(yù)后模型的 AI **方案推薦。高新技術(shù)服務(wù)于臨床，輔助胸外科醫(yī)生決策，縮短手術(shù)時間的同時使 RATS 達到真正的微創(chuàng)化。

3.4   輔助手術(shù)

AI 輔助達芬奇機器人手術(shù)絕非技術(shù)突破后一朝一夕就可實現(xiàn)，因為 AI 也如同人類需要學(xué)習(xí)，在千萬次學(xué)習(xí)與反饋后，成熟的 AI 才能真正輔佐主刀醫(yī)生，包括：R0 切除前提下依賴影像-實時病理-預(yù)后模型的**切緣的劃分，以期**程度保留患者肺功能；結(jié)合術(shù)中超聲，AI 展示病灶周圍血管、支氣管的毗鄰關(guān)系；虛擬展示不同切割邊界時肺殘量容積；利用靶段溫度區(qū)分法判斷段間平面[27]；為主刀挑選*合適的切割吻合器與釘倉。

另外，達芬奇機器人成像系統(tǒng)的 AI 化是足以改變傳統(tǒng)外科學(xué)手術(shù)方式的技術(shù)。增強現(xiàn)實（augmented reality，AR）技術(shù)將虛擬圖像帶入現(xiàn)實，目前 AR 依靠 AI 強大的解析能力，可以在 RATS 上實現(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實模型的展現(xiàn)，術(shù)中應(yīng)用于實時視頻圖像的疊加，“透視”解剖結(jié)構(gòu)[28]。采集并數(shù)字化每例患者的 CT 數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于生物力學(xué)模型的器官變形預(yù)測，可以在手術(shù)操作時和呼吸運動過程中提供肺部的實時三維圖像，個性化展現(xiàn)氣管、動靜脈等解剖結(jié)構(gòu)。疊加在 RATS 主刀視野上的 AR 解剖圖像能遵循主刀提拉器官等操作時的組織形態(tài)變化而動態(tài)改變?；趫D像特征的形態(tài)變化檢測與力檢測功能，也同時解決了達芬奇機器人沒有力反饋的缺陷。

手術(shù)常伴隨著風險，通常對于緊急情況的處置依靠于主刀醫(yī)生的經(jīng)驗，但術(shù)中的情況千變?nèi)f化，不能保證每一次突發(fā)狀況主刀都有相應(yīng)的經(jīng)驗儲備，然而 AI 就可以成為術(shù)中風險處置的“百科全書”。AI 依托大數(shù)據(jù)收集所有術(shù)中意外情況，并給出相應(yīng)處理模式；依托影像基礎(chǔ)，對實際情況進行分析，輔助主刀醫(yī)生找到破裂血管，突破人眼受術(shù)區(qū)模糊干擾的限制；AI 也可以警惕主刀醫(yī)生的危險性動作，規(guī)避各類風險。AI 的局部全掌控，將盡可能保留患者功能，從此機器人手術(shù)進入零并發(fā)癥時代。

3.5   專科手術(shù)機器人

科學(xué)的飛速發(fā)展、社會需求的日益復(fù)雜，使得知識體系內(nèi)部“分化”和“碎片化”的狀況與外部要求的“綜合”和“應(yīng)用性”之間的沖突愈益頻繁。譬如醫(yī)學(xué)的發(fā)展何嘗不是分分合合呢，手術(shù)機器人也正經(jīng)歷著分化、綜合、再分化的過程。達芬奇機器人的器械對于各類手術(shù)都是通用的，通用機器人遠遠不能滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的需要，因此應(yīng)運而生的?？茩C器人正嶄露頭角。

骨科的全膝關(guān)節(jié)置換機器人用于塑造患者股骨、脛骨和髕骨。神經(jīng)外科的 Remebot，具有自動三維建模、立體定向定位、多靶點路徑規(guī)劃、多功能手術(shù)臺、標志點精準識別、病灶體積計量等功能，適用于近百種神經(jīng)外科手術(shù)。血管外科有微創(chuàng)心血管介入手術(shù)機器人，通過人機對話方式在導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下利用機械手為患者進行精確的血管介入手術(shù)[29]。

那么，胸外科的手術(shù)機器人呢？我們大可期待于多學(xué)科交叉的共同研發(fā)，未來的肺癌手術(shù)機器人、食管癌手術(shù)機器人、縱隔手術(shù)機器人等等會服務(wù)于胸外科醫(yī)生。?？剖中g(shù)機器人將是整合術(shù)前規(guī)劃-術(shù)中導(dǎo)航-術(shù)中輔助等全智能化手術(shù)流程的精準胸外科手術(shù)工具，高度的智能化甚至可一定程度替代主刀醫(yī)生的操作。隨著外科機器人系統(tǒng)的發(fā)展，機器人輔助手術(shù)的未來進展將會使我們能夠進一步了解胸腔和縱隔的顯微解剖，執(zhí)行精細的手術(shù)操作，精準外科時代將來臨。

4   結(jié)語

機器人手術(shù)路在何方？我們認為，路在腳下，在于高新技術(shù)不斷積累和轉(zhuǎn)化下奠定的基礎(chǔ)。目前手術(shù)機器人發(fā)展態(tài)勢良好，據(jù)估計 2021 年該市場將達到 200 億美元，雖然 Intuitive Surgical 壟斷著全球手術(shù)機器人的市場，但國內(nèi)國外已經(jīng)有越來越多的巨頭企業(yè)和醫(yī)療機構(gòu)加入了醫(yī)療機器人的研發(fā)。另一方面，AI 的興起給手術(shù)機器人帶來了更多的可能性，多學(xué)科協(xié)作下的學(xué)科交叉必然引起機器人手術(shù)方式的質(zhì)變，可以確定地說：機器人手術(shù)智能化是必然趨勢。

AI 不能完全替代人腦，對于未知的情況無法分析，因此無法處置千變?nèi)f化的手術(shù)和復(fù)雜情景，并且缺少一個很重要的能力：情感，這意味著診療不能因人、因情、因事而區(qū)別對待。相信在不久的將來，AI 能很好地輔佐胸外科醫(yī)生進行醫(yī)療活動。雖然當下鋪天蓋地打著 AI 標簽的技術(shù)充斥著我們的視線，但 AI 時代才剛剛拉開帷幕，并且我們應(yīng)當認識到高端 AI 代表著人類社會的發(fā)展方向，因此支持并參與到 AI 輔助醫(yī)療的開發(fā)中去是新時代醫(yī)生們的使命。