AI升级国家战略 赋能医疗变革

伴随产业变革和科技革命的不断推进，理论算法的革新、大数据的行程、网络设施的迭代和计算能力的提升正在持续赋能人工智能的发展。近年以来，国家相关部门相继颁布《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划》等重要政策，标志着人工智能的国家战略地位，其正在成为产业和技术发展的重要方向。

AI带来的技术创新，正在积极影响着我国医疗领域的发展。在功能神经外科领域，立体、精准的机器人辅助手术采用现代影像学定位和立体定向原理，逐步展示出独特魅力并开始挑战传统的框架手术，其凭借着强大的影像处理软件、精密的机械控制系统和360度无死角运动机械臂，在大幅缩短手术时间的同时，有希望在未来提升手术安全性、精准性和可靠性。

华中地区零突破！

武汉同济医院开展机器人辅助DBS手术

2018年11月19日，武汉同济医院蒋伟教授团队成功实施华中地区首例机器人辅助下双侧 DBS 植入术，开启华中地区机器人辅助手术应用的新篇章。

本次手术患者为一名44岁的女性，患帕超过六年，发病时症状表现为四肢震颤，起身走路无力。术前她与大多数患者一样，主要依靠药物控制症状，药物无法控制时刷不了牙、穿不上衣服，甚至无法正常行走。

术前患者身体抖动明显为了确保电极准确植入指定核团，进而通过模拟刺激改善症状，蒋伟教授团队在实际手术前随机指定若干个特征点，实施多次定位验证，确认机器人定位精度在1mm以内。

根据有效植入长度判断植入是否理想。检测信号显示，患者左侧有效植入长度达6mm，在 DBS 手术中属于理想长度；顺利植入刺激电极并测试时，患者右侧身体抖动情况如期得到显著缓解。左侧植入完成以后，机器人快速进行二次注册，重新锁定患者位置，从而避免患者轻微抖动对定位产生的影响。随着第二根电极的植入，患者对侧症状也得到了有效的改善。

术后，蒋伟教授表示：“机器人配合医生完成手术可以节省时间，更高的精度和可靠性值得期待，最大限度减轻了医患双方的负担，未来也希望有更多人工智能助手可以应用到医疗领域。”

据统计，我国有超过300万帕金森病患者，自1987年全球首例DBS手术成功开展以来，该手术已成为帕金森病治疗的首选外科疗法。作为全国最重要的神经外科中心之一，华中科技大学同济医学院附属同济医院神经外科由裘法祖院士和蒋先惠教授于1955年正式创立，在现任科主任雷霆教授，医疗副主任舒凯教授的引领下，功能神经外科蓬勃发展，在湖北居领导地位，目前神经外科拥有七个病区，床位300张，年手术量近5000台，其中蒋伟教授团队的 DBS 手术量在整个华中地区处于领先水平，树立了优良、深厚的患者口碑。

机器人技术与传统框架手术 

经典与未来的“时代博弈”

同济医院功能神经外科团队与同济医学创新中心基于AI人工智能在立体定向手术领域的应用进行了深入合作，团队对大时代背景下机器人辅助手术和传统手术技术均持认同态度：

• 传统立体定向手术是通过立体定向框架来完成的，需要计算靶点在框架坐标系中的坐标并且人工调节框架到该坐标，有一定的出错率；机器人由手术计划软件和机械臂硬件协同完成，将人为误差降低到最小

• 框架系统在植入电极时存在一定的植入盲区，不能保证任意方向和位点都能完成植入；而机器人几乎可以实现无死角的植入，能让医生更加灵活地布置电极针道

• 在某些神外术式尤其是SEEG手术中，由于针道数量较多，使用框架操作流程繁琐容易出错并且耗时较多；使用机器人可以极大提高电极的植入效率，每根电极的植入仅需8-10分钟

• 框架的设计是基于传统机械制造工艺，其定位精度目前控制在1mm以内，未来很难有所提高；而机器人的定位精度来源于影像融合，空间注册配准以及机械臂性能，这些技术点在近几年发展迅猛，潜力极大，机器人的定位精度在不久的将来有望突破至0.5mm以内

• 机器人目前的不足之处主要有：

• 造价昂贵，成本较高

• 定位精度暂时并没有权威报道证实已超越框架，并且由于结构更为复杂，机器人中容易产生定位误差的环节远多于框架

• 学习曲线较长，使用比框架更为复杂，需经过系统培训及一段时间的人机磨合

• 蒋伟教授认为，目前的机器人手术还只停留在类AI的工具技术层面，未来如何利用AI技术为机器人手术赋能，使之适应高科技时代手术技术变革的需求，充满机遇和挑战，值得期待！

以患者为中心 “内外兼修”优化医疗服务

作为集医疗、教学、科研为一体的创新型现代化医院，华中科技大学同济医学院附属同济医院的综合实力居国内医院前列，享有“手术顺利，首选同济”之美誉。在不断提升医疗服务水平、改善患者就医体验的同时，神经外科为就诊患者打造完善的关爱服务体系，举办各类患者活动，高度重视患者反馈，一切以患者为中心。“拥抱郁金香”项目由美敦力联合中华医学会神经病学分会帕金森与运动功能障碍学组、中国医师协会神经内科医师分会帕金森与运动功能障碍学组共同发起。近年来，蒋伟教授团队投身于该公益活动，助力社会大众对帕金森病的关注和了解，加深患者对科学治疗手段的认知，赢得广大患者和家属的高度赞扬。

写在最后

以手术医师技术和经验为核心，多学科多技术团队的综合协作，多种高科技设备的辅助应用，必将成为未来DBS手术乃至所有功能神经外科手术的先进模式。较传统的框架手术，AI 赋能的机器人手术将逐步实现“稳定性好”、“定位精准”和“耗时少”等特点。

美国电影普罗米修斯画面，用在宇宙飞船上的未来全自动手术仓，包含了影像扫描，全自动手术机器人以及人工智能：

1. 更先进的人机交互，运用混合现实，激光全息等显示技术；

2. 更先进的机器人或机械臂，多个高精度机械臂组合使用；

3. 一体化的数字智慧手术室，全方位实时展现手术计划及手术进展。