作为2024年服贸会重要组成部分之一，国家卫生健康委员会百姓健康频道（CHTV））定于9月13日在京举办“2024首都国际医学大会的平行论坛——数智医疗与医学人工智能创新论坛”，CHTV&医学论坛网将为您带来AI赋能医疗的系列报道。
2024年6月7日，中国科学院院士、解放军总医院第三医学中心泌尿外科医学部主任张旭教授带领团队，在意大利罗马参加欧洲腹腔镜和机器人手术挑战大会，通过国产远程手术机器人成功完成并演示了跨亚欧“全球最远距离”远程前列腺癌根治手术。论坛上张旭院士将做题为“远程泌尿外科新进展与人工智能”的主旨报告，在论坛举办前，让我们一起了解机器人手术以及张旭院士在机器人手术领域的成就。我们将分三期为大家，本期的主题是机器人手术基本介绍。
机器人手术，这一融合了尖端科技与医疗技术的领域，自20世纪末以来已在医疗实践中扮演着越来越重要的角色。机器人手术系统不仅极大地提高了手术的精确度和安全性，还为患者带来了更小的创伤和更快的术后恢复。自2000年达芬奇（da Vinci）系统获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准以来，全球已有超过7 500个安装平台，执行了超过1 100万例机器人手术[1]。
机器人手术系统的发展，特别是达芬奇系统，已经经历了几代的技术革新。从最初的3个机械臂和缺乏双极仪器，到后来引入的第四个臂、更长的臂、双极止血以及高清（HD）视野，这些技术进步极大地扩展了机器人手术的应用范围和功能。随着技术的进步，机器人手术系统已经能够提供更好的人体工程学设计、更精细的手术工具以及更高级的成像技术，从而使得手术更加安全和有效。
机器人手术的应用范围极为广泛，已经渗透到了泌尿外科、妇科、普通外科、骨科、神经外科和脊柱手术以及内窥镜和内腔手术等多个医疗领域。根据2024年1月在J Robot Surg上发表的一篇题为“Clinical Applications of Robotic Surgery Platforms: a Comprehensive Review”的综述，机器人手术平台如达芬奇系统（图1），已被用于多种软组织手术，如泌尿外科手术、妇科手术、普通外科手术、头颈外科手术等，这些手术通常具有较高的精确度要求和复杂的操作步骤；在骨科领域，机器人手术主要用于关节置换手术，例如，Mako手术系统，主要用于全髋关节置换和部分膝关节置换手术，通过术前3D CT规划和术中，提高了手术的精确度和效率；神经外科和脊柱手术对精确度的要求极高，如ROSA系统，已被用于多种神经外科和脊柱手术，可提供精确的仪器植入并减少手术过程中的手部震颤；内窥镜手术，如心血管介入、支气管镜检查和胃肠道内窥镜检查，也已经开始利用机器人技术。如CorPath系统，用于心血管介入手术，减少了医生和患者接受的辐射，并缩短了手术时间[1]。
注：(A)达芬奇希外科医生控制台；(B)达芬奇希多臂系统；(C)达芬奇SP。图1 软组织机器人平台的说明
机器人手术作为微创手术的前沿技术，其安全性一直是医学界关注的焦点。在对机器人手术安全性的讨论中，2023年，一篇发表在Int J Surg上题为“Comparison of Safety and Effectiveness between Robotic and Laparoscopic Major Hepatectomy”的文章，为我们提供了深入的理解。本文汇集了12项回顾性队列研究，共纳入1 657名患者，对比了机器人手术和腹腔镜手术的安全性。结果显示，机器人手术与腹腔镜手术在手术死亡率和总体术后并发症方面没有显著差异。然而，机器人手术在降低严重并发症发生率、减少转为手术的比率、减少术中出血量以及缩短术后住院时间上显示出潜在优势(图2）[2]。
另一项发表在J Robot Surg题为“Robotic Versus Laparoscopic General Surgery in the Emergency Setting: a Systematic Review”的综述，也对机器人手术的安全性进行了探讨。这篇综述对比了机器人手术与腹腔镜手术在急诊手术中的表现，涵盖了1 063名患者的数据。研究发现，在特定情况下，机器人手术在术后并发症的发生率上与腹腔镜手术一样低，尽管它可能需要更长的手术时间。此外，尽管机器人手术的成本较高，但它能够缩短患者的住院时间（表1）。在涉及炎症性肠病的腹腔镜肠切除手术中，并发症发生率较高，而在其他手术中未发现显著差异[3]。
人工智能（AI）的融入正在显著提升机器人手术的精准度和效率。AI通过深度学习算法，能够分析和识别大量医学影像数据，例如，在肝脏手术中，AI算法可以分析术前影像，预测微血管的存在，准确度高达94%[4]。此外，AI在手术过程中的应用，例如光学活检技术，能够根据手术中的静态图像和动态视频识别肿瘤，为医生提供实时的决策支持。在手术培训方面，AI技术通过提供自动指标，如器械使用和手部运动追踪，减少培训时间并提高教育效率。AI生成的逼真手术模拟图像和视频，以较低成本提供广泛的手术教育，有助于提高手术技能和缩短学习时间（图3）。
未来，机器人手术有望实现更高级别的自动化，同时，远程手术技术的优化，使得医生能够在千里之外进行手术操作，为医疗资源匮乏地区提供高质量的医疗服务。2024年3月，中国科学院院士、中国人民解放军总医院泌尿外科医学部主任张旭带领、海南两地手术团队，在中国人民解放军总医院，通过机器人远程手术系统实时操控3 000多公里外的手术机械臂，为一名身处解放军总医院海南医院的患者实施前列腺癌根治手术。6月，张旭院士使用中国自主研发的手术机器人，在意大利罗马为在中国的患者，成功实施远程手术。远程手术技术的发展将使医生能够在更远的距离上进行手术，为全球医疗水平的提升贡献力量。
机器人手术技术的飞速发展，为患者带来了更精准、更高效的治疗方案。展望未来，我们有理由相信，机器人手术将继续以其独特的优势，为医疗领域带来深远的变革。敬请关注下一期内容，我们将详细解读远程机器人手术的进展。
中国科学院院士，主任医师、教授，专业技术二级，文职1级，中员，解放军总医院泌尿外科医学部主任。中央保健委员会专家组、中华医学会泌尿外科学分会候任主任委员。我国泌尿外科腹腔镜及机器人领域奠基人，创建了以后腹腔技术为代表的泌尿外科微创技术和理论体系，在国内外广泛推广应用，成为我国泌尿外科领域的标准技术。国家杰出青年科学基金获得者、军队科技领军人才、国家高技术研究发展计划首席专家，获国家科学技术进步二等2项。
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