?“全自動(dòng)手術(shù)當(dāng)然是未來(lái)的一個(gè)方向，但我認(rèn)為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的道路還很漫長(zhǎng)。一個(gè)重要的原因在于，每個(gè)病人都不一樣。未來(lái)比較可能的場(chǎng)景是，機(jī)器人自動(dòng)做手術(shù)，醫(yī)生在旁邊監(jiān)督，一旦發(fā)生問(wèn)題，醫(yī)生就讓它停止，進(jìn)行人工操作。”
近日，ChatGPT引發(fā)人們對(duì)人工智能的高度關(guān)注，各行各業(yè)都在探討各自領(lǐng)域被ChatGPT取代的可能性，醫(yī)療領(lǐng)域也不例外，人們重新燃起了對(duì)醫(yī)療AI的興趣。
實(shí)際上，醫(yī)療機(jī)器人已經(jīng)非常常見(jiàn)。據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資訊網(wǎng)（IFR）的分類，醫(yī)療機(jī)器人可分為手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、輔助機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人四類。深圳中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022年中國(guó)醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告》顯示，2021年中國(guó)醫(yī)療機(jī)器人相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量達(dá)20595家，同比增長(zhǎng)40%。
近日，澎湃科技記者在海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院（上海長(zhǎng)征醫(yī)院）（以下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)征醫(yī)院”）觀摩了一場(chǎng)達(dá)芬奇（Da VinCi）機(jī)器人手術(shù)，手術(shù)的主刀醫(yī)生是長(zhǎng)征醫(yī)院泌尿外科主任任善成教授，他是亞洲第一例單孔機(jī)器人前列腺癌根治術(shù)的完成者。
達(dá)芬奇機(jī)器人被譽(yù)為“世界上最成功的手術(shù)機(jī)器人”，由美國(guó)微創(chuàng)手術(shù)儀器和技術(shù)先驅(qū)直覺(jué)外科公司（Intuitive Surgical，ISRG.US）研發(fā)和生產(chǎn)。目前，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人廣泛適用于普外科、泌尿科、心血管外科、胸外科、婦科、五官科、小兒外科等。
任善成告訴澎湃科技，目前，達(dá)芬奇機(jī)器人在手術(shù)中仍擔(dān)任輔助角色，是人在操作機(jī)械臂進(jìn)行手術(shù)，而非機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行手術(shù)。目前，遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，預(yù)計(jì)3-5年內(nèi)將會(huì)趨向成熟。“全自動(dòng)手術(shù)當(dāng)然是未來(lái)的一個(gè)方向，但我認(rèn)為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的道路還很漫長(zhǎng)。一個(gè)重要的原因在于，每個(gè)病人都不一樣。未來(lái)比較可能的場(chǎng)景是，機(jī)器人自動(dòng)做手術(shù)，醫(yī)生在旁邊監(jiān)督，一旦發(fā)生問(wèn)題，醫(yī)生就讓它停止，進(jìn)行人工操作。”
機(jī)器人和人“合作”的手術(shù)
2月15日下午，長(zhǎng)征醫(yī)院，泌尿外科主任任善成正在和達(dá)芬奇機(jī)器人“合作”進(jìn)行一場(chǎng)根治性前列腺切除手術(shù)。這是他今天的第三位病人，一位66歲的前列腺癌患者。
醫(yī)生們正在進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備工作。本文圖片：澎湃新聞?dòng)浾?曹年潤(rùn)
前列腺位于盆腔的最深處，膀胱與尿道之間，手術(shù)暴露（指創(chuàng)造一個(gè)可以讓手術(shù)器械順利進(jìn)入和清晰地顯露手術(shù)視野的空間）十分困難，且切除前列腺后還需要對(duì)膀胱和尿道進(jìn)行吻合，因而難度很大。傳統(tǒng)的腹腔鏡長(zhǎng)柄不可彎曲，而達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的機(jī)械臂可以360度旋轉(zhuǎn)，使得手術(shù)的操作可以更加靈活和精確。任善成從2012年開(kāi)始使用達(dá)芬奇機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)，11年里，他已經(jīng)和達(dá)芬奇機(jī)器人“合作”完成了2000多臺(tái)手術(shù)。
實(shí)際上，達(dá)芬奇機(jī)器人是一種高級(jí)腹腔鏡系統(tǒng)，由外科醫(yī)生控制臺(tái)、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)和成像系統(tǒng)三部分組成。手術(shù)中，任善成坐在手術(shù)無(wú)菌區(qū)之外的控制臺(tái)，距離病人大約2米，身體前傾，探頭看向控制臺(tái)三維高清內(nèi)窺鏡，他的視野里，是病人腹內(nèi)病灶位置的立體圖像，放大了15倍，任善成向澎湃科技記者形容，這種感覺(jué)“就像鉆到了病人的肚子里一樣。”
任善成并不直接和病人接觸，代替他的雙手進(jìn)行手術(shù)操作的是機(jī)械臂。他用雙手通過(guò)兩個(gè)主控制器遙控機(jī)械臂，左腳踩腳踏板，控制三維高清內(nèi)窺鏡的攝像頭，右腳踩腳踏板，控制手術(shù)鉗。
手術(shù)中有兩位助手醫(yī)生，其中一位主要負(fù)責(zé)在切除前列腺時(shí)輔助調(diào)整視野，用吸引器吸走血液和尿液，讓主刀醫(yī)生的視野更清晰，另一位則主要負(fù)責(zé)輔助縫合膀胱和尿道。“Hem-o-lock。”任善成通過(guò)麥克風(fēng)發(fā)出指令，助手隨即就用Hem-o-lock夾完成了血管閉合。
助手醫(yī)生和器械護(hù)士在配合更換器械。由塑料膜包裹的部分是機(jī)械臂，助手醫(yī)生通過(guò)前方屏幕進(jìn)行觀察。
長(zhǎng)征醫(yī)院泌尿外科醫(yī)生丁琦告訴澎湃科技記者，任善成和助手醫(yī)生之間的配合看上去很輕松，但實(shí)際上，這是他們磨合了幾千臺(tái)手術(shù)后才達(dá)成的默契。“（任善成）主任下一個(gè)指令，他（助手醫(yī)生）就知道應(yīng)該在哪個(gè)位置操作，不需要主任告訴他在幾點(diǎn)鐘方向、怎么做，否則這場(chǎng)手術(shù)可能要3個(gè)小時(shí)以上。”
大約40分鐘，病人的前列腺被完整切除下來(lái)。下一步是縫合膀胱和尿道，月牙狀的縫合針很流暢地穿過(guò)病人組織，但由于這位病人組織比較薄，縫合出現(xiàn)了一些困難，任善成嘗試了兩次，都沒(méi)有成功。他很快找到了原因，讓助手換了一根更細(xì)、更軟的線，完成了縫合，整個(gè)過(guò)程大約花了十分鐘時(shí)間。“以后像這種病人，都要用這種縫合線。”任善成向助手交代。
“縫合是它的優(yōu)勢(shì)，”手術(shù)后，任善成告訴澎湃科技記者， “達(dá)芬奇機(jī)器人的‘手’特別靈活，尤其是在抓針縫合的時(shí)候，可以輕松地變換角度，就像把人的手縮小了一樣，而且它的‘手’很穩(wěn)，每針之間的距離很均勻。”
迄今為止最成功的手術(shù)機(jī)器人
世界上第一臺(tái)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人誕生于1996年。2000年，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人正式成為第一個(gè)受美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)用于臨床手術(shù)的機(jī)器人輔助腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)。20多年來(lái)，達(dá)芬奇機(jī)器人已經(jīng)經(jīng)歷了四次迭代，在靈活度、精準(zhǔn)度、成像清晰度等方面都大大提高。2014年下半年，研究者還開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程觀察和指導(dǎo)系統(tǒng)，2018年，單臂達(dá)芬奇機(jī)器人問(wèn)世。
據(jù)任善成介紹，長(zhǎng)征醫(yī)院有兩臺(tái)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，他這次使用的是第三代，另一臺(tái)是第四代。“機(jī)器人輔助手術(shù)已經(jīng)不是新鮮事了，”任善成說(shuō)，“上海有10-15家醫(yī)院都有機(jī)器人。”
研發(fā)和生產(chǎn)達(dá)芬奇機(jī)器人的美國(guó)直覺(jué)外科公司成立于1995年，在腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域處于市場(chǎng)壟斷地位。自2000年上市以來(lái)，直覺(jué)外科公司的營(yíng)業(yè)收入從2000年的0.27億美元增長(zhǎng)至2021年的57.1億美元，其股價(jià)也從最初的6.02美元一度上漲至369.69美元（2021年11月，2023年2月25日股價(jià)為231.05美元）。直覺(jué)外科公司最新財(cái)報(bào)顯示，截至2022年12月31日，達(dá)芬奇系統(tǒng)的全球總裝機(jī)量已達(dá)7544臺(tái)，2022年達(dá)芬奇機(jī)器人全球手術(shù)量約187.5萬(wàn)次，同比增長(zhǎng)約18%。
2017年，上海復(fù)星醫(yī)藥（集團(tuán)）股份有限公司（復(fù)星醫(yī)藥，600196.SH，02196.HK）與直覺(jué)外科公司合資建立了直觀復(fù)星醫(yī)療器械技術(shù)（上海）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“直觀復(fù)星”，達(dá)芬奇機(jī)器人被引入中國(guó)。據(jù)直觀復(fù)星統(tǒng)計(jì)，截至2022年8月，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在中國(guó)的總裝機(jī)量接近300臺(tái)，總手術(shù)量超過(guò)32萬(wàn)臺(tái)。
達(dá)芬奇機(jī)器人的成功，使全球涌現(xiàn)出一批挑戰(zhàn)者，但這條路并不好走，“下一個(gè)達(dá)芬奇”仍未出現(xiàn)。例如成立于2008年，曾號(hào)稱“達(dá)芬奇終結(jié)者”的加拿大明星手術(shù)機(jī)器人公司泰坦醫(yī)療（Titan Medical），瞄準(zhǔn)了單孔腔鏡手術(shù)機(jī)器人賽道，計(jì)劃覆蓋歐洲和美國(guó)手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)。
然而，直覺(jué)外科公司也在這一領(lǐng)域進(jìn)行了布局，2018年5月，F(xiàn)DA正式批準(zhǔn)達(dá)芬奇單孔SP手術(shù)機(jī)器人適用的第一類手術(shù)——泌尿外科手術(shù)，搶占了先機(jī)。泰坦醫(yī)療公司卻未能成功將其產(chǎn)品推進(jìn)上市，股價(jià)大幅下跌，三度面臨退市危機(jī)。2022年11月，泰坦醫(yī)療宣布出售公司，但出售也不順利。
全球企業(yè)增長(zhǎng)咨詢公司弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan）的一份研究報(bào)告預(yù)計(jì)，未來(lái)，單孔內(nèi)窺鏡手術(shù)機(jī)器人可能稱為新一輪的發(fā)展趨勢(shì)，并可能打破達(dá)芬奇機(jī)器人的市場(chǎng)壟斷。國(guó)內(nèi)單孔機(jī)器人研發(fā)進(jìn)度較為領(lǐng)先的企業(yè)包括深圳市精鋒醫(yī)療科技股份有限公司、北京術(shù)銳技術(shù)有限公司等，其產(chǎn)品均處于臨床階段。
“神話制造機(jī)”達(dá)芬奇機(jī)器人，究竟有何優(yōu)勢(shì)？任善成向澎湃科技分析，對(duì)于病人而言，達(dá)芬奇機(jī)器人的手術(shù)創(chuàng)傷較小，還可以減小根治性前列腺切除手術(shù)的副作用，“切除前列腺后，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的并發(fā)癥。在以往的腹腔鏡手術(shù)后，有一半以上的病人會(huì)出現(xiàn)尿失禁，喪失性功能等，我現(xiàn)在可以做到讓幾乎百分之百的人都不產(chǎn)生尿失禁，性功能也保護(hù)得非常好。”
作為支付方，價(jià)格也是病人關(guān)心的因素。引入至今，達(dá)芬奇機(jī)器人的手術(shù)已經(jīng)大幅降低。“達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)已經(jīng)納入了上海市醫(yī)保，可以報(bào)銷80%，最后病人只需自費(fèi)6000元左右，所以病人的接受度非常好。”任善成說(shuō)。
對(duì)醫(yī)生來(lái)說(shuō)，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)操作更加便捷，醫(yī)生耗費(fèi)的精力更少。“2018年，我用達(dá)芬奇機(jī)器人做手術(shù)，從上午9點(diǎn)做到晚上21點(diǎn)，一天可做7臺(tái)手術(shù)，不會(huì)覺(jué)得累。但如果做普通的腹腔鏡手術(shù)，一天最多做3臺(tái)，而且會(huì)覺(jué)得非常累。”任善成表示，從另一個(gè)角度來(lái)看，這對(duì)于延長(zhǎng)醫(yī)生的職業(yè)年齡也大有裨益。
手術(shù)室里，人與機(jī)器的關(guān)系將如何發(fā)展？
在任善成的手術(shù)室里，氣氛看上去十分輕松，但這并非一日之功。“有好的武器，也要有好的士兵去用。操作機(jī)器人時(shí)，醫(yī)生的感覺(jué)也很重要，醫(yī)生要有在病人腹內(nèi)做手術(shù)的思路，所以醫(yī)生的培訓(xùn)很重要。”
任善成表示，醫(yī)生沒(méi)有觸覺(jué)反射是機(jī)器人手術(shù)中的難點(diǎn)。當(dāng)手術(shù)鉗伸入病人腹部時(shí)，醫(yī)生不知道它觸摸的組織是軟是硬，也不知道抓到的組織究竟有多大的范圍，很難掌握操作的力度，這有可能導(dǎo)致醫(yī)療事故。
積累足夠經(jīng)驗(yàn)后，醫(yī)生往往可以靠視覺(jué)反射來(lái)彌補(bǔ)觸覺(jué)反射的缺失，即通過(guò)觀察組織的顏色、形態(tài)、質(zhì)地、角度等的變化來(lái)判斷自己到底用了多少力氣。“這是一個(gè)醫(yī)生適應(yīng)新的‘武器’的過(guò)程。原來(lái)做手術(shù)，醫(yī)生習(xí)慣手中有器械，心里有底，但機(jī)器人手術(shù)是無(wú)接觸式的，手上抓的東西和實(shí)際在病人腹內(nèi)進(jìn)行操作的東西不是同一個(gè)，需要一段時(shí)間去適應(yīng)。”
任善成在控制臺(tái)進(jìn)行操作。
在機(jī)器人手術(shù)中，安全性始終是人們最關(guān)心的問(wèn)題。“我們總是會(huì)擔(dān)心機(jī)器失控，因?yàn)槿艘话悴粫?huì)失控，不會(huì)刻意制造醫(yī)療事故。不過(guò)目前來(lái)看，這種擔(dān)憂并不會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。”任善成說(shuō)，目前，達(dá)芬奇機(jī)器人在手術(shù)過(guò)程中還只是輔助的角色，是人在操作機(jī)械臂進(jìn)行手術(shù)，而非機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行手術(shù)。“機(jī)器有一定的故障率，但很低，目前還沒(méi)有出現(xiàn)因機(jī)器故障而危及病人生命的例子。機(jī)器會(huì)發(fā)生的故障一般是卡住，我們可以人工調(diào)整，不會(huì)發(fā)生不受人為控制的故障。”
人工智能在手術(shù)場(chǎng)景中的應(yīng)用將通往何方？任善成表示，遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)和近距離機(jī)器人手術(shù)的原理是一樣的，唯一的差別是信號(hào)的傳導(dǎo)。任善成手術(shù)室所采用的信號(hào)傳導(dǎo)方式是電線傳導(dǎo)，而遠(yuǎn)程手術(shù)則需用衛(wèi)星信號(hào)傳導(dǎo)，主要考慮信號(hào)延遲的問(wèn)題。而5G時(shí)代，信號(hào)傳導(dǎo)的問(wèn)題已經(jīng)解決了。“我預(yù)計(jì)，3-5年內(nèi)，遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)會(huì)趨向成熟。”
“全自動(dòng)手術(shù)當(dāng)然是未來(lái)的一個(gè)方向，但我認(rèn)為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的道路還很漫長(zhǎng)。”任善成分析，“一個(gè)重要的原因在于，每個(gè)病人都不一樣。人工智能最大的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)習(xí)，找到規(guī)律性，但全世界沒(méi)有一個(gè)人（的生理結(jié)構(gòu)）和別人完全相同，這就導(dǎo)致人工智能不可能完全學(xué)到某種規(guī)律。比如它掌握了1000個(gè)人的信息，可第1001個(gè)人可能恰好就跟前1000個(gè)人都不一樣。”
任善成告訴澎湃科技記者，未來(lái)機(jī)器人可能可以自動(dòng)完成一些簡(jiǎn)單手術(shù)，但要完成一些復(fù)雜的手術(shù)，可能還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。“比較可能的場(chǎng)景是，機(jī)器人自動(dòng)做手術(shù)，醫(yī)生在旁邊監(jiān)督，一旦發(fā)生問(wèn)題，醫(yī)生就讓它停止，進(jìn)行人工操作。”
