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智能科普：機器人做顱腦手術
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智能科普：機器人輔助醫生做顱腦手術
□ 王明宇
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| 本文作者手術前進行機器人係統注冊。連世忠 攝 |
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| 本文作者為一名腦腫瘤患兒設計手術計劃。 |
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截至發稿，本文作者已於4月16日13時為該11歲女孩完成機器人手術，效果良好。
機器人與人工智能（AI），在不經意間，已經滲透到日常生活的方方麵麵：人臉識別、移動支付、智能家電等接踵而至，極大方便了人們的生活和工作。人類發明了許多東西，並最終改變了自己。
19世紀末，近代神經外科誕生，由於主要在人腦和脊髓做手術，精細操作一直是神外醫生的永恒話題。近20年，“術中影像”“腦功能成像”和“神經導航”等技術被視為精準神經外科的裏程碑，但醫生對於“更精更細”的追求從未止步，手術機器人作為革命性技術應運而生。現在，機器人已經可以輔助神經外科醫生進行複雜的顱腦手術，在象征著人類智慧最高領域的大腦進行操作，並治療這一創造它們的器官。
機器人主要由三部分組成：眼睛、手臂和大腦。機器人的“眼睛”包括4種注冊方式，可以進行空間人腦識別。機器人的“手臂”即機械臂，擁有360度自由傳感技術，可自動或被動到達活動範圍任意位置。機器人的“大腦”是一個多模態影像計算平台，包括：PET/CT或MRI圖像融合軟件、手術計劃軟件、人類大腦電子圖譜、導航控製軟件、神經內窺鏡手術軟件等，將手術計劃係統、神經導航功能及器械定位和可視化操作係統整合於一體，利用無框架立體定向理論，通過影像學數據進行患者的3D解剖定位，為神外醫生提供了更強的自信心和更可靠的手術效果。
所謂神經導航類似於道路導航，隻是在錯綜複雜的人腦裏，神經和血管密布，“山路十八彎”，更容易迷失方向，然而一旦迷失，後果不堪設想。道路導航利用衛星和網絡，神經導航利用醫學影像數據和掃描注冊定位，可以將精度控製在0.5毫米以內，這是以往任何技術無法達到的。
術前將患者的影像學資料如CT、MRI等導入機器人，使用手術計劃係統進行圖像融合與三維重建，從而可以確定手術位置，並設計入路，盡可能遠離重要功能區和血管密集區，降低神經損傷和腦出血的風險。因為機器人的大腦較人腦有更強的數據處理能力和穩定性，可以確保操作精度並縮短手術時間。
術中醫生隻需按照提前設計好的方案，在機器人的配合下，按部就班進行手術，人腦和電腦雙重保障手術的精準與安全。正是因為十分精準，才得以實現更小的切口、更微的創傷和更少的並發症，從而達到微創。
機器人與AI對於醫療健康越來越重要。目前，美國已經把手術機器人、假肢機器人、康複機器人、心理安撫機器人、護理機器人、智能健康監控係統定為未來發展的六大研究方向。歐洲也在計劃將建立“Robotics for Health-care”網絡，促進醫療機器人的發展和應用。我國是應用和自主研發醫療機器人較早的國家之一，目前國內多家綜合醫院和神經外科中心已配備手術機器人，精準和微創是未來外科的發展方向。
（作者係山西醫科大學第一醫院神經外科醫生）
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機器人與人工智能（AI），在不經意間，已經滲透到日常生活的方方麵麵：人臉識別、移動支付、智能家電等接踵而至，極大方便了人們的生活和工作。人類發明了許多東西，並最終改變了自己。
19世紀末，近代神經外科誕生，由於主要在人腦和脊髓做手術，精細操作一直是神外醫生的永恒話題。近20年，“術中影像”“腦功能成像”和“神經導航”等技術被視為精準神經外科的裏程碑，但醫生對於“更精更細”的追求從未止步，手術機器人作為革命性技術應運而生。現在，機器人已經可以輔助神經外科醫生進行複雜的顱腦手術，在象征著人類智慧最高領域的大腦進行操作，並治療這一創造它們的器官。
機器人主要由三部分組成：眼睛、手臂和大腦。機器人的“眼睛”包括4種注冊方式，可以進行空間人腦識別。機器人的“手臂”即機械臂，擁有360度自由傳感技術，可自動或被動到達活動範圍任意位置。機器人的“大腦”是一個多模態影像計算平台，包括：PET/CT或MRI圖像融合軟件、手術計劃軟件、人類大腦電子圖譜、導航控製軟件、神經內窺鏡手術軟件等，將手術計劃係統、神經導航功能及器械定位和可視化操作係統整合於一體，利用無框架立體定向理論，通過影像學數據進行患者的3D解剖定位，為神外醫生提供了更強的自信心和更可靠的手術效果。
所謂神經導航類似於道路導航，隻是在錯綜複雜的人腦裏，神經和血管密布，“山路十八彎”，更容易迷失方向，然而一旦迷失，後果不堪設想。道路導航利用衛星和網絡，神經導航利用醫學影像數據和掃描注冊定位，可以將精度控製在0.5毫米以內，這是以往任何技術無法達到的。
術前將患者的影像學資料如CT、MRI等導入機器人，使用手術計劃係統進行圖像融合與三維重建，從而可以確定手術位置，並設計入路，盡可能遠離重要功能區和血管密集區，降低神經損傷和腦出血的風險。因為機器人的大腦較人腦有更強的數據處理能力和穩定性，可以確保操作精度並縮短手術時間。
術中醫生隻需按照提前設計好的方案，在機器人的配合下，按部就班進行手術，人腦和電腦雙重保障手術的精準與安全。正是因為十分精準，才得以實現更小的切口、更微的創傷和更少的並發症，從而達到微創。
機器人與AI對於醫療健康越來越重要。目前，美國已經把手術機器人、假肢機器人、康複機器人、心理安撫機器人、護理機器人、智能健康監控係統定為未來發展的六大研究方向。歐洲也在計劃將建立“Robotics for Health-care”網絡，促進醫療機器人的發展和應用。我國是應用和自主研發醫療機器人較早的國家之一，目前國內多家綜合醫院和神經外科中心已配備手術機器人，精準和微創是未來外科的發展方向。
（作者係山西醫科大學第一醫院神經外科醫生）
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