手術方案可以(yǐ)用AI全程設計了(le/liǎo),科幻離現實還有多遠?


特别策劃

幾年前,在(zài)美國(guó)科幻大(dà)片《普羅米修斯》裏,全自動手術機器人(rén)給女主做手術這(zhè)一(yī / yì /yí)情節讓不(bù)少觀衆印象深刻,抛開外星生物不(bù)談,人(rén)工智能何時(shí)可以(yǐ)參與手術過程?無論歐美、日本還是(shì)中國(guó),政府和(hé / huò)企業都在(zài)不(bù)同層面上(shàng)積極推動精準醫療的(de)落地(dì / de),家喻戶曉的(de)國(guó)産品牌海信其實已深耕多年。

 

海信醫療在(zài)去年組織了(le/liǎo)一(yī / yì /yí)次開放日,其所展示的(de)“CAS計算機輔助手術系統”就(jiù)已讓人(rén)眼前一(yī / yì /yí)亮,該系統可以(yǐ)應用CT或磁共振數據,三維重建目标髒器的(de)精細化解剖,輔助醫生手術。海信計算機輔助手術系統已在(zài)國(guó)内清華長庚醫院、複旦大(dà)學附屬兒科醫院、青島大(dà)學附屬醫院等全國(guó)30多家三甲醫院臨床使用,完成手術已達1000餘例。



在(zài)此次上(shàng)海舉辦的(de)醫療行業大(dà)會上(shàng),海信帶來(lái)了(le/liǎo)是(shì)基于(yú)人(rén)工智能的(de)精準數字化手術解決方案。說(shuō)到(dào)這(zhè)套系統開發的(de)起因,是(shì)小兒外科領域需要(yào / yāo)極端精細化手術方案,複旦大(dà)學兒科醫院的(de)董巋然教授介紹了(le/liǎo)四例世界領先的(de)超高難度連體嬰兒分離術,也(yě)讓我們領略了(le/liǎo)計算機技術與醫術的(de)結合之(zhī)美。

 

在(zài)我看來(lái)有以(yǐ)下幾個(gè)重要(yào / yāo)創新點:

 

1.  血管自動生成系統。所有醫生都知道(dào),大(dà)型手術例如腫瘤切除,系統重建等最大(dà)的(de)難度是(shì)術中出(chū)血的(de)問題,這(zhè)是(shì)手術成功的(de)關鍵。

 

通過大(dà)量影像學片子(zǐ)的(de)三維重建,患者的(de)血管可以(yǐ)通過算法自動生成,排除其他(tā)組織和(hé / huò)髒器的(de)“噪音幹擾”,非常清晰地(dì / de)顯示出(chū)來(lái),随後可以(yǐ)3D打印好,以(yǐ)供術前的(de)模拟與讨論。

 

2 .腫瘤邊界的(de)判斷。這(zhè)直接關系到(dào)腫瘤切除率和(hé / huò)患者預後,是(shì)非常重要(yào / yāo)的(de)實際問題。

 

如果醫生切除範圍不(bù)夠導緻部分殘留,那麽腫瘤複發是(shì)大(dà)概率事件;但如果因爲(wéi / wèi)看不(bù)清楚而(ér)過分切除重要(yào / yāo)髒器,則會嚴重影響功能代償,增加大(dà)出(chū)血的(de)概率,使患者預後情況不(bù)佳。海信醫療提供的(de)這(zhè)套最新的(de)手術解決方案利用人(rén)工智能算法,自動地(dì / de)進行腫瘤邊界和(hé / huò)實際髒器判斷,随後可以(yǐ)進行腫瘤切除範圍和(hé / huò)方案的(de)制定。此外,我看到(dào)的(de)一(yī / yì /yí)個(gè)特别有意思的(de)詞——“流域”,即按照“重要(yào / yāo)血管流過的(de)區域”操作手術,系統可參考之(zhī)前大(dà)量已完成手術的(de)數據庫,由計算機自動設計手術方案,爲(wéi / wèi)醫生提供診斷建議。根據海信醫療手術系統誕生這(zhè)一(yī / yì /yí)年多以(yǐ)來(lái)的(de)真實統計分析和(hé / huò)報道(dào),在(zài)應用了(le/liǎo)系統後,腫瘤切除率上(shàng)升了(le/liǎo)7%,有34%的(de)手術方案進行了(le/liǎo)更精确更好地(dì / de)修正,同時(shí)相應減少了(le/liǎo)20%以(yǐ)上(shàng)的(de)輸血率。

 

并且,這(zhè)個(gè)數字化手術解決方案把各個(gè)醫院在(zài)手術中涉及的(de)如肝髒、肺等重要(yào / yāo)髒器的(de)數據整合之(zhī)後,構建了(le/liǎo)一(yī / yì /yí)個(gè)大(dà)型數字化器官數據庫,未來(lái)這(zhè)對于(yú)醫學教學,臨床實踐和(hé / huò)科研分析都會有非常巨大(dà)的(de)幫助。以(yǐ)此核心技術爲(wéi / wèi)載體,提供醫聯體内的(de)遠程會診與手術指導服務,不(bù)但能讓基層的(de)醫生提高臨床水平,也(yě)直接讓患者獲益。

 

3.  正在(zài)研發中的(de)術中導航系統。雖然還沒有成熟,但今天特别提到(dào)了(le/liǎo)可以(yǐ)應用于(yú)肺部微小病竈的(de)活檢和(hé / huò)疑難手術過程中的(de)指導,理論上(shàng)可以(yǐ)邊做手術邊讓影像系統進行智能分析,術中精确導航,大(dà)幅提高手術成功率并減少醫療意外。

 

But,我卻認爲(wéi / wèi)故事到(dào)這(zhè)裏僅僅是(shì)開始。據海信醫療核心技術高管陳永建博士介紹,智能手術系統設計的(de)方案經過不(bù)斷機器學習,已經越來(lái)越完善了(le/liǎo)。

 

我們再大(dà)膽設想一(yī / yì /yí)下:現在(zài)已經有了(le/liǎo)高超的(de)手術機器人(rén)如達芬奇——比人(rén)更穩定,更冷靜甚至操作更精細(之(zhī)前刷屏的(de)用手術刀來(lái)剝葡萄皮和(hé / huò)小龍蝦視頻就(jiù)是(shì)一(yī / yì /yí)種炫技),所以(yǐ),雖然現在(zài)是(shì)醫生來(lái)操作手術機器人(rén),那麽未來(lái)當機器學習和(hé / huò)人(rén)工智能技術更進一(yī / yì /yí)步,在(zài)手術前,計算機可以(yǐ)根據綜合資料與影像重建自動設計手術方案,甚至還可以(yǐ)在(zài)術前模拟訓練數次。工業自動化設計結合人(rén)工智能,讓機器人(rén)全程自主操作,再配合術中導航系統、實時(shí)動态反饋,不(bù)斷讓操作愈加完善。手術全程都不(bù)需要(yào / yāo)醫生參與,但是(shì)每一(yī / yì /yí)步動作,每一(yī / yì /yí)個(gè)血管的(de)分離與髒器的(de)縫合都可以(yǐ)更完美,就(jiù)能夠極大(dà)地(dì / de)降低由于(yú)醫生水平或操作失誤,情緒不(bù)穩等帶來(lái)的(de)手術風險。

 

複雜手術都可以(yǐ)如此,那麽簡單手術更加能夠流水化“解放”醫生,這(zhè)很有可能會帶來(lái)一(yī / yì /yí)種新的(de)颠覆。

 

事實上(shàng),醫學從來(lái)都是(shì)技術驅動型的(de)領域。比如聽診器讓我們識别了(le/liǎo)更多的(de)疾病,B超X光心電圖和(hé / huò)CT等的(de)發明,讓我們的(de)診斷能力大(dà)幅提升;比如各種新藥和(hé / huò)新的(de)器械解決了(le/liǎo)大(dà)批患者的(de)病痛。沒有這(zhè)些不(bù)斷的(de)技術進步與臨床結合,即使你和(hé / huò)病人(rén)天天面對面也(yě)無濟于(yú)事。當全自動化的(de)手術機器人(rén)可以(yǐ)從診斷到(dào)治療都全面超越普通醫生,還不(bù)出(chū)差錯,就(jiù)像阿法狗對全世界的(de)圍棋高手都百戰百勝,那麽對整個(gè)醫療體系的(de)影響都是(shì)革命性的(de)。

        

昨天、今天、明天,你我都在(zài)不(bù)斷的(de)改變   

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