封面新聞?dòng)浾?譚羽清 部分圖片由四川大學(xué)華西醫(yī)院提供
科幻電影在展示未來醫(yī)療科技時(shí)，“機(jī)器手術(shù)助手”是出現(xiàn)頻率很高的概念之一�！镀樟_米修斯》中女主角獨(dú)自躺進(jìn)智能醫(yī)療，受機(jī)械手臂幫助誕下“異形寶寶”；《異星災(zāi)變》里醫(yī)生機(jī)器人憑借高超的整容技術(shù)，快速地為士兵“改頭換面”……這些“腦洞大開”的場(chǎng)景給很多觀眾留下了深刻印象。
《普羅米修斯》中機(jī)器手臂為女主角做手術(shù)（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）
這樣未來感十足的手術(shù)機(jī)器人助手其實(shí)已經(jīng)“入職”現(xiàn)實(shí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)。今年5月，一場(chǎng)“人機(jī)結(jié)合”的手術(shù)在四川大學(xué)華西醫(yī)院展開，醫(yī)生在機(jī)器人輔助下實(shí)施胰腺壞死組織清除、胰腺假性囊腫內(nèi)引流術(shù)，拯救了一位12歲小患者的生命，近日的術(shù)后隨訪顯示，這位小朋友康復(fù)順利。
這場(chǎng)手術(shù)再次映射出“醫(yī)生+機(jī)器人”的新型術(shù)式正持續(xù)走向成熟與完善。7月26日，封面新聞?dòng)浾邔ＴL該場(chǎng)手術(shù)的主刀醫(yī)生，四川大學(xué)華西醫(yī)院胰腺炎中心副教授陸慧敏，聊了聊助他“數(shù)臂之力”的機(jī)器人幫手，“有了它，我一個(gè)人就可以同時(shí)使用3-4只‘手臂’進(jìn)行很精細(xì)的手術(shù)。”此外，隨著醫(yī)生的這種“超能”新肢體普及，更多偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者或能免于因疾病奔波，在自己家附近就能遠(yuǎn)程享受到如華西醫(yī)院等發(fā)達(dá)城市高水平醫(yī)療機(jī)構(gòu)的診療。
一場(chǎng)主刀醫(yī)生“缺席”的手術(shù)
在明亮整潔的手術(shù)室里，小患者安靜地躺在手術(shù)臺(tái)上，旁邊一位助手醫(yī)師正細(xì)心觀察著他的生命體征和手術(shù)進(jìn)程，而主刀醫(yī)生的位置則安裝著一臺(tái)“三頭六臂”的機(jī)器人。通過小患者肚子上4個(gè)直徑僅有1厘米寬的戳卡，這臺(tái)機(jī)器人將手臂上安裝的超聲刀、無(wú)創(chuàng)抓鉗等操作設(shè)備探入他的體內(nèi)，仔細(xì)精準(zhǔn)地實(shí)施著手術(shù)。
這樣頗具“賽博朋克感”的場(chǎng)景中，主刀醫(yī)生在哪？在手術(shù)室尋找一圈，才發(fā)現(xiàn)他原來正“貓”在操作臺(tái)的顯示器前，參考著屏幕上的3D影像，手腳并用地操縱著那臺(tái)手術(shù)機(jī)器人。
陸慧敏（左一）副教授團(tuán)隊(duì)正進(jìn)行手術(shù)
只見在他的操縱下，探照設(shè)備在腹腔確定了位置后，超聲刀分別切開了胃前、后壁及囊壁。接著吸引器開始工作，吸盡囊液，并清除胰腺壞死組織。隨后，機(jī)器手臂又操作著儀器將胃后壁與囊壁進(jìn)行吻合，將胃管放置囊腔內(nèi)，縫合胃前壁……
手術(shù)過程有條不紊，術(shù)后復(fù)查CT則顯示患兒的胃囊壁吻合牢固、術(shù)區(qū)干凈。而這整個(gè)手術(shù)操作時(shí)間只有45分鐘左右，出血約10毫升，基本等于一個(gè)可樂瓶蓋的量，留在孩子體表的手術(shù)痕跡僅是5個(gè)大小約1厘米的小切口。
“醫(yī)生+機(jī)器人”
“集眾家所長(zhǎng)”幫小患者對(duì)抗胰腺假性囊腫
據(jù)介紹，這次醫(yī)生在機(jī)器人輔助下為小患者進(jìn)行“胰腺壞死組織清除、胰腺假性囊腫內(nèi)引流”是一種全新的手術(shù)嘗試，相關(guān)案例在國(guó)內(nèi)尚無(wú)報(bào)道。
對(duì)于本次小患者的病情，其實(shí)傳統(tǒng)應(yīng)對(duì)方式主要為用開腹、腹腔鏡或內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)內(nèi)引流術(shù)進(jìn)行病變部位的清理、引流，但這三種手術(shù)方式對(duì)于兒童來說都具有一定缺陷。
其中，開腹手術(shù)切口大，不利于正處于生長(zhǎng)發(fā)育階段的患兒的身心健康發(fā)展；腹腔鏡鏡頭無(wú)法旋轉(zhuǎn)，需要一定的操作空間，患兒體型偏小，使這種手術(shù)的實(shí)施難度和在術(shù)中轉(zhuǎn)開腹的風(fēng)險(xiǎn)增大；內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下經(jīng)胃囊腫內(nèi)引流術(shù)盡管創(chuàng)口小，但因?yàn)橹荒芊湃胍粭l較細(xì)管道引流，存在引流不充分、胰腺殘余壞死感染等問題。
于是，醫(yī)院的專家們經(jīng)過充分的討論，并和小患者家人溝通后決定采取“醫(yī)生+機(jī)器人”這種新術(shù)式。
機(jī)械臂映射醫(yī)生動(dòng)作示意圖
“這個(gè)機(jī)器人手臂模擬了人的手臂，但是它的旋轉(zhuǎn)的角度能達(dá)到540°，比腹腔鏡，甚至我們的手更靈活。”采訪中陸慧敏表示，使用機(jī)械人輔助進(jìn)行手術(shù)除了有創(chuàng)口較小的優(yōu)點(diǎn)外，還能靈活地在小患者身體有限的空間內(nèi)進(jìn)行切口、放置胃管等更加精細(xì)、復(fù)雜的手術(shù)操作，幫助他更徹底地清除胰腺囊腫中的積液及壞死組織。
因此，本次為這位小患者嘗試的“醫(yī)生+機(jī)器人”的新型手術(shù)方式可以說是一定程度上匯集了開腹、腹腔鏡、內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)內(nèi)引流術(shù)這三種傳統(tǒng)治療方式的優(yōu)點(diǎn)。
3個(gè)月適應(yīng)“超能”新肢體
最終實(shí)現(xiàn)“人機(jī)合一”
“有數(shù)據(jù)顯示，近年來，全球每年由這類手術(shù)機(jī)器人‘操刀’的手術(shù)已經(jīng)接近100萬(wàn)臺(tái)。”陸慧敏說，雖然目前國(guó)內(nèi)將機(jī)器人運(yùn)用到胰腺假性囊腫的手術(shù)治療中尚屬新穎，但從世界范圍看，這種新工具已經(jīng)進(jìn)入到了幾乎所有外科領(lǐng)域，其中有半數(shù)集中在泌尿外科。
“實(shí)際上在所有外科里，它都（將可能）有非常好的應(yīng)用。它的優(yōu)勢(shì)一方面是實(shí)操量比較小，另一方面是相較于其他傳統(tǒng)開腹手術(shù)、腔鏡手術(shù)，解剖會(huì)更加精細(xì)。”陸慧敏舉例，操縱機(jī)器手臂，外科醫(yī)生甚至能將一顆葡萄的表皮順利縫上，或是巧妙地折疊出千紙鶴。
醫(yī)生操作機(jī)器臂縫葡萄（三倍速）
不過，機(jī)器臂畢竟不是長(zhǎng)在醫(yī)生身上，用起來是否會(huì)沒有“原生配件”順心呢？
“使用到一定時(shí)間，就會(huì)有一種‘人機(jī)合一’的感覺。”陸慧敏回答，并表示在這套“機(jī)器巧手”的幫助下，手術(shù)工作或能更加順利地開展，“有了它，我一個(gè)人就可以同時(shí)‘使用’3~4個(gè)‘手臂’進(jìn)行很精細(xì)的手術(shù)。”“除了手上的操作裝置，操作臺(tái)下方還有可以踩踏的‘離合’，可以把鏡頭拉近拉遠(yuǎn)，通過幾根手指就能控制多個(gè)機(jī)械臂，這種體驗(yàn)對(duì)手術(shù)醫(yī)生來說還是比較舒服的。”
此外，陸慧敏認(rèn)為醫(yī)護(hù)人員和這位機(jī)器助手的磨合過程并不算困難復(fù)雜，一般外科醫(yī)生能在3個(gè)月左右上手，“對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生來說，學(xué)習(xí)曲線可能會(huì)更短。”
醫(yī)生+機(jī)器人+5G等技術(shù)
挽救生命于千里之外
在這場(chǎng)“醫(yī)生+機(jī)器人”的手術(shù)過程中，主刀醫(yī)生除了不用觸碰到病人，甚至也無(wú)需直接看到病人，在醫(yī)生眼前的屏幕上，裸眼3D技術(shù)讓病人手術(shù)部位及周圍的情況纖毫畢現(xiàn)。以此類推，這類手術(shù)模式意味著主刀醫(yī)生不在病人旁邊也能操刀手術(shù)。
機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)組成（左）及手術(shù)場(chǎng)景示意圖（右）
“在機(jī)器人、5G通信等技術(shù)的支持下，目前已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)。”陸慧敏說道。據(jù)以往報(bào)道，近年我國(guó)已在機(jī)器人的輔助下成功完成過多例主刀醫(yī)生和患者相隔數(shù)千公里的遠(yuǎn)程手術(shù)。近期，上海的專家團(tuán)就利用5G+AI超遠(yuǎn)程精準(zhǔn)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人，為一位遠(yuǎn)在兩千公里之外的寧夏回族自治區(qū)，子宮多發(fā)肌瘤合并貧血的患者順利完成了約兩個(gè)小時(shí)的腹腔鏡下手術(shù)。
可以想象，當(dāng)未來這種遠(yuǎn)程機(jī)器人得到普及，除了大城市的居民，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的人將也有機(jī)會(huì)享受到發(fā)達(dá)地區(qū)的高質(zhì)量醫(yī)療。不用長(zhǎng)途跋涉到省會(huì)城市治病，專家名醫(yī)的會(huì)診、治療等都可能遠(yuǎn)程完成，“這種模式的手術(shù)對(duì)助手的要求也會(huì)降低，就算某些地方醫(yī)護(hù)人員的技術(shù)水平不高，也能很好地配合完成手術(shù)。”
不過，采訪中陸慧敏亦表示，目前這種“醫(yī)生+機(jī)器人”的術(shù)式正處于探索推廣階段，費(fèi)用是此進(jìn)程中較大的阻礙，不論是近千萬(wàn)的進(jìn)口設(shè)備費(fèi)還是數(shù)萬(wàn)元的“開機(jī)費(fèi)”，都令該術(shù)式目前難以在國(guó)內(nèi)大范圍推廣。
“機(jī)械臂進(jìn)行手術(shù)時(shí)安裝的超聲刀、無(wú)創(chuàng)抓鉗等操作桿都有使用次數(shù)限制，10次后就需要送回廠家付費(fèi)檢修，比普通手術(shù)設(shè)備的維護(hù)成本高，這就會(huì)增加一場(chǎng)手術(shù)的費(fèi)用。”據(jù)陸慧敏介紹，使用機(jī)器人的手術(shù)一般會(huì)比同樣的傳統(tǒng)手術(shù)貴3~4萬(wàn)。
因此，陸慧敏認(rèn)為能將手術(shù)成本費(fèi)降低近一半的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人對(duì)此類手術(shù)的推廣尤為重要。幸而，目前相關(guān)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人已經(jīng)在不斷研發(fā)、迭代升級(jí)當(dāng)中，并有望輔助醫(yī)生進(jìn)行更多遠(yuǎn)程手術(shù)，上文提到的“上海-寧夏遠(yuǎn)程手術(shù)”案例就是證明。
未來：被賦予AI“靈魂”的機(jī)器助手將有更出色表現(xiàn)
聊到機(jī)器人，就不能不聯(lián)想到賦予它們“靈魂”的人工智能（AI）。未來，醫(yī)生的“機(jī)器人助手”可能被“注入靈魂”，發(fā)揮更多作用嗎？
陸慧敏告訴記者，雖然AI難以代替人類醫(yī)生，但它用在作為手術(shù)助手的機(jī)器人手臂上，能有一些不錯(cuò)的表現(xiàn)。他解釋，在手術(shù)的前、中、后期的許多核心決策都需要醫(yī)生結(jié)合經(jīng)驗(yàn)、學(xué)識(shí)、患者個(gè)人情況等多種因素給出，但手術(shù)中的很多步驟是可以用到AI進(jìn)行輔助、簡(jiǎn)化的。
例如，輔助醫(yī)生判斷手術(shù)鉗里是否有重要血管、組織；自動(dòng)檢測(cè)醫(yī)生的一些操作是否失誤；時(shí)刻留意病人的生理體征，手術(shù)中的出血量等，這樣的實(shí)時(shí)“監(jiān)控”能讓醫(yī)生更好地把精力集中在手術(shù)最關(guān)鍵的位置。此外，記錄了手術(shù)全程的AI還能在術(shù)后為該手術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，輔助醫(yī)生提高技術(shù)，目前陸慧敏團(tuán)隊(duì)也在做類似的工作。
事實(shí)上，AI技術(shù)的確也已經(jīng)初步應(yīng)用到了機(jī)器臂上，“比如目前我們?cè)诓僮鞯膬蓚�(gè)機(jī)器臂如果碰到了一起，就會(huì)自動(dòng)提示并卡死，當(dāng)機(jī)械臂的頭端脫離了手術(shù)視野，它也會(huì)有反潰”陸慧敏回憶。但AI賦能手術(shù)機(jī)械臂的進(jìn)程應(yīng)不會(huì)止步于此。
