在智能診斷的基礎(chǔ)上，人工智能也正在被應(yīng)用于治療領(lǐng)域，其中最重要的應(yīng)用形式便是手術(shù)機(jī)器人。實(shí)際上，在這一次人工智能浪潮興起之前，手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)有大約30年的研發(fā)和應(yīng)用的歷史，但相應(yīng)的成本一直比較高昂。而隨著人工智能技術(shù)的興起，手術(shù)機(jī)器人也面臨著新的發(fā)展，可以預(yù)期的是，其成本也會(huì)隨著技術(shù)的普及而逐漸降低，從而可以造福更多的人。目前，手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)能夠很好地協(xié)助醫(yī)生實(shí)施手術(shù)，尤其在微創(chuàng)外科領(lǐng)域，可以發(fā)揮十分有效和準(zhǔn)確的作用。手術(shù)機(jī)器人可以分為兩個(gè)層級(jí)：一是醫(yī)生控制的機(jī)器人；二是全自動(dòng)的機(jī)器人。到目前為止，由醫(yī)生控制的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展得較為成熟，其中一些具有代表性且相互競爭的系統(tǒng)，可以體現(xiàn)出一定的發(fā)展脈絡(luò)。
第一，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人。目前，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)（Da Vinci Robot－assisted Surgical System）是全球應(yīng)用最廣泛且最為成功的手術(shù)機(jī)器人，它能夠應(yīng)用于普外科、泌尿科、胸外科、心血管外科、小兒外科、婦科等領(lǐng)域。達(dá)芬奇機(jī)器人集成了三維高清視野、可轉(zhuǎn)腕手術(shù)器械和直覺式動(dòng)作控制三大特性，從而能夠在外科手術(shù)中更廣泛地應(yīng)用微創(chuàng)技術(shù)。該系統(tǒng)由位于手術(shù)室內(nèi)的手術(shù)臺(tái)和手術(shù)室外的遠(yuǎn)程控制終端兩部分構(gòu)成。系統(tǒng)內(nèi)的手術(shù)臺(tái)是一個(gè)擁有3個(gè)機(jī)器手臂的機(jī)器人，負(fù)責(zé)對手術(shù)臺(tái)上的病人實(shí)施具體手術(shù)。
這些機(jī)器手臂的靈活性要遠(yuǎn)高于人類，且手臂上的微型攝像機(jī)可以進(jìn)入人體內(nèi)部。同時(shí)，機(jī)器手臂還可以完成某些人類醫(yī)師難以完成的高難度手術(shù)。在遠(yuǎn)程的終端設(shè)備上，計(jì)算機(jī)可以通過幾臺(tái)攝像機(jī)拍攝的二維圖像最終還原為高清的三維圖像，從而讓醫(yī)生可以監(jiān)督或者干預(yù)手術(shù)的過程。在技術(shù)層面上，隨著人工智能技術(shù)的不斷應(yīng)用，其他實(shí)力雄厚的新興手術(shù)機(jī)器人正不斷挑戰(zhàn)著“達(dá)芬奇”的地位。
第二，Verb微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人。Verb Surgical公司由谷歌母公司Alphabet和強(qiáng)生（Johnson ＆ Johnson）聯(lián)合建立，其在微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的主打產(chǎn)品便是Verb。Verb微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人在體積、功能、使用安全和價(jià)格方面比達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人更具優(yōu)勢。該智能化手術(shù)機(jī)器人不僅在體積上更精致小巧，在功能上也更具多樣性和延展性。它摒棄了遠(yuǎn)程實(shí)施手術(shù)的想法，允許操作手術(shù)的醫(yī)生更靠近手術(shù)臺(tái)。與現(xiàn)有的手術(shù)機(jī)器人相比，未來的新型手術(shù)機(jī)器人將更多地運(yùn)用人工智能、深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)，從而使得相應(yīng)的研發(fā)原理和操作流程發(fā)生根本的改變。
第三，MAKO機(jī)械臂手術(shù)輔助系統(tǒng)。2013年，美國整形設(shè)備制造商Stryker收購了外科治療公司MAKO，后者最為關(guān)鍵的技術(shù)就是MAKO機(jī)械臂手術(shù)輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)和全膝關(guān)節(jié)成形術(shù)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)手術(shù)。在切開手術(shù)部位的組織之前，該系統(tǒng)允許進(jìn)行更多的膝關(guān)節(jié)軟組織平衡的修正，還可以為手術(shù)置入物的定位、腿的長度以及偏移情況提供精確的數(shù)據(jù)，更可以單獨(dú)為髖關(guān)節(jié)手術(shù)平臺(tái)提供擴(kuò)展應(yīng)用。
第四，SPORTSurgical機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是位于加拿大多倫多的泰坦醫(yī)療公司（Titan Medical）開發(fā)的項(xiàng)目，其價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人。SPORT系統(tǒng)將手術(shù)臺(tái)、單切口攝像頭、置和多關(guān)節(jié)器材結(jié)合，并旨在將機(jī)器人手術(shù)精細(xì)化。手術(shù)醫(yī)生借助該系統(tǒng)，僅通過一個(gè)切口即可進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)。目前，泰坦醫(yī)療公司主要聚焦普通外科（膽囊、闌尾切除術(shù)），婦科（子宮切除良性腫瘤）和泌尿科三種手術(shù)類型。值得一提的是，2017年8月，泰坦公司宣布，已經(jīng)完成與中國龍?zhí)┽t(yī)療有限公司的交易，這使得龍?zhí)┽t(yī)療成為泰坦公司的最大股東。
當(dāng)然，由醫(yī)生控制的手術(shù)機(jī)器人遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這四種，國內(nèi)外的許多醫(yī)療公司和科研機(jī)構(gòu)都在不斷開發(fā)新型的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，并且正逐步將其投入市場。但是，這種手術(shù)機(jī)器人仍然需要醫(yī)生的控制，因此嚴(yán)格來說并不是完全意義上的機(jī)器人。相比之下，全自動(dòng)的手術(shù)機(jī)器人在技術(shù)上更進(jìn)一步，也更能體現(xiàn)智能化的前沿水平。目前，全自動(dòng)的手術(shù)機(jī)器人依然處于實(shí)驗(yàn)室階段，但已顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
位于華盛頓的美國國家兒童健康系統(tǒng)（Children＇s National Health System）的研究團(tuán)隊(duì)正致力于開發(fā)能夠取代醫(yī)生雙手的自主手術(shù)機(jī)器人，他們認(rèn)為這樣能夠提高手術(shù)的效率和安全性。2016年5月，該團(tuán)隊(duì)在著名期刊《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》（Science Translational Medicine）上公布了他們的研究成果——STAR（Smart Tissue Autonomous Robot），即智能組織自主手術(shù)機(jī)器人。這是全球第一臺(tái)可以處理軟組織的自主手術(shù)機(jī)器人。
自主手術(shù)機(jī)器人研究進(jìn)展乏力有兩個(gè)重要的技術(shù)原因：一是缺少區(qū)分和監(jiān)測目標(biāo)組織器官的可視化系統(tǒng)，二是缺少能夠執(zhí)行復(fù)雜手術(shù)任務(wù)的智能算法。但是，STAR內(nèi)部全新架構(gòu)的成像系統(tǒng)與智能算法，使其不僅可以制定手術(shù)方案，還可以根據(jù)成像系統(tǒng)傳回的信息，判斷組織的變化，進(jìn)而對手術(shù)方案作出調(diào)整。為了檢驗(yàn)效果，研究團(tuán)隊(duì)選擇了復(fù)雜性比較高的腸吻合手術(shù)，讓STAR與熟練的外科醫(yī)生、達(dá)芬奇機(jī)器人三者做了實(shí)驗(yàn)比較。
從研究論文中的結(jié)果來看，無論是在離體還是在活體的吻合術(shù)中，STAR都要明顯優(yōu)于熟練的外科醫(yī)生和達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)。目前，STAR自主手術(shù)機(jī)器人正在逐步向臨床階段邁進(jìn)。由此，手術(shù)機(jī)器人的“輔助”或“助手”的地位將會(huì)得到根本改變，智能機(jī)器有望真正接手外科醫(yī)生的工作，為人類進(jìn)行外科手術(shù)等治療服務(wù)。
總體而言，在智能診斷以及智能治療領(lǐng)域，人工智能優(yōu)于人類的地方在于如下幾點(diǎn)。
第一，人工智能系統(tǒng)可以通過快速的機(jī)器學(xué)習(xí)，不斷提高醫(yī)療的精確性和準(zhǔn)確率。人類醫(yī)生對疾病的診斷往往建立在長時(shí)間的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，人工智能卻可以在較短時(shí)間內(nèi)利用并行的算法進(jìn)行快速的機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)的成長速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類醫(yī)生。也就是說，如果幾個(gè)月前人工智能的診斷速度還只是人類診斷速度的百分之幾，幾個(gè)月后它的診斷速度就有可能接近人類甚至超過人類。
第二，人類醫(yī)生在診斷時(shí)往往會(huì)受到環(huán)境、情緒、精力和注意力等內(nèi)外因素的干擾，人工智能則不會(huì)受到環(huán)境、情緒、精力和注意力等因素的干擾。特別是在做手術(shù)的過程中，人工智能和機(jī)器人的優(yōu)勢會(huì)更為明顯，可以更好地提升手術(shù)的質(zhì)量。因此，無論是醫(yī)生控制的機(jī)器人還是自主機(jī)器人，研發(fā)的基本動(dòng)力都來自人類提高醫(yī)療精準(zhǔn)性的內(nèi)在訴求。
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