川观深一度 | 当外科医生遇到人工智能 医生会不会被机器人替代?
川观新闻记者 李寰 图片由被采访者提供
近日,世界级杂志《Surgical Endoscopy》发表了一篇论文,介绍“利用人工智能技术提高腹腔镜手术的安全性”。该论文由四川大学华西医院上锦分院肝胆胰腺微创外科彭兵教授团队,联合成都与睿创新科技有限公司共同发布。《Surgical Endoscopy》杂志主要关注腔镜微创手术领域的最新研究与技术应用,在美国和欧洲腔镜内镜外科协会中享有盛誉。
人工智能如何服务外科手术?随着科技的发展,人工智能落地应用后是否会取代医生?记者对此采访了彭兵教授团队等相关专家。
让沉睡的宝藏——手术视频苏醒
“胆囊疾病的发病率较高。”彭兵教授团队成员王昕博士介绍,根据数据统计,全国每年有超过300万人接受腹腔镜胆囊切除手术,这也是治疗有症状胆囊结石和息肉的“金标准”。随着微创技术的发展,越来越多的基层医院都将这项手术作为常规手术开展。
然而,由于病情、医疗技术等差异,一直以来,手术带来的胆道损伤让众多肝胆外科医生为之困扰。据了解,胆道损伤的发生率约为0.3%-1.5%,这一比例相当于我国每年有近1万名接受胆囊切除的患者遭受胆道损伤之苦。一旦造成严重的胆道损伤,患者将会面临胆道结构永久性改变、反复地胆源性感染、生活质量大幅降低甚至死亡等严重后果,给医院、医生以及患者都带来巨大的负担。
如何避免因为上述原因造成的胆道损伤?这是目前亟待解决的临床问题,彭兵教授和他的团队致力于解决这一难题。
王昕博士介绍说,一台腹腔镜胆囊切除手术包含了多个关键步骤,其中包括分离显露胆囊三角、离断胆囊管、离断胆囊动脉等环节,每一步操作都至关重要,对外科医生的理论与实践的要求都非常高。如果人工智能技术能够利用自身高效、稳定、准确的优点,并将以上优点发挥在外科手术当中,就可能实现医生的操作流程标准化、规范化,并大大提高手术安全性,最终实现患者获益最大化的目标。
王昕打了一个比方,比如人工智能视觉识别技术用在驾驶领域,司机在驾车的过程中,如果遇到障碍物,系统就会自动提示;如果遇到紧急情况,系统会自动刹车,避免事故的发生。将人工智能技术用于腹腔胆囊切除手术中同样如此,医生在操作每一个步骤的时候,系统都会进行实时识别与分析,一旦出现了有风险的操作,系统就会报警与提示。外科医生在看到警示后将会提高警惕并做出正确决策,从而减少胆道损伤的发生机率。
然而,患者病情千差万别,系统如何提供“标准化”的手术指南? 彭兵团队在世界顶级杂志上发表的论文就是阐述了利用大量的手术视频,来完成这个“系统”的制作。
在外科医生的眼里,手术视频就是沉睡的宝藏。但是,很长时间以来,大咖级别的手术是学生的学习素材,能够学习到这些视频资料的人比较少,而且很难被批量运用。但人工智能的出现就能够让手术的black box(黑盒子)打开,让更多的信息服务医学。
彭教授团队联合成都与睿创新科技有限公司,将四川大学华西医院、绵阳市中心医院、德阳市人民医院、崇州市人民医院及哈尔滨医科大学附属第二医院等医院,将前瞻性收集的大量腹腔镜胆囊切除术手术视频“输入”电脑,让计算机“深度学习”,对每一台手术的流程、关键节点与重要操作步骤进行分析、识别,掌握每一个细节的要点和关键,这样一来,系统通过大量的学习也就成为了一个不知疲倦的“外科专家”,成为医生在手术过程中的“导航仪”,为广大基层医院的年轻医生保驾护航。
在论文发表的过程中,团队还开展了更大范围的手术视频收集和分析工作,建立了大数据平台,采集到10000台腹腔镜胆囊切除术视频,借助人工智能学习病情千差万别的手术,增强整体系统的适应性和可用性。据悉,该系统正在华西医院进行临床新技术审批,相信在可预期的将来,人工智能能够成为外科医生的有力助手,提高手术安全性,造福患者。目前,这一系统已经在部分医院试用,并有望推广到更多的医院使用。
《Surgical Endoscopy》杂志的审稿专家对这篇论文这样评价:该研究对于AI在微创手术中的应用具有非常积极的意义。
AI能不能替代医生?
目前在医疗领域,人工智能的应用已经较为广泛。比如判断肺结节的性质、头部CT病灶的诊断、心电图的鉴别等,其准确性堪比权威专家。尤其是可以排除人工诊断中由于经验缺乏、疲劳等因素造成的误差,大大提升诊断的稳定性与准确性,对于较为缺乏优质医疗资源的边远地区医院来说尤其重要。因此可以说,人工智能技术将有可能成为医生的“左膀右臂”。
但是人工智能在外科手术中的运用其实还处于探索阶段。尽管手术界引入了“达芬奇”手术机器人,但它承担的仅仅是“执行”医生操作的功能,虽然可以帮助医生进入病灶的死角、提高手术的执行能力,但还不能发挥医生大脑的主观能动性,手术如何操作还是由医生说了算。
2020年11月,四川大学华西医院成功完成了西南地区首例国产机器人辅助全膝关节置换手术。该手术标志着手术机器人进入人体'硬组织’领域,是一个历史性的突破。
随着科技的发展,机器人是否可以取代医生? 四川大学华西医院骨科主任周宗科认为,机器人应该是医生的AI,而不是AI医生。“手术机器人的出现对医生提出了更高要求。”周宗科说,
AI能够包揽临床上大部分重复的劳动。比如一些医院影像科的医生每天要读取大量片子,工作机械、重复,如果让AI来完成这些工作,医生就可以从繁琐的工作中解脱出来,加强对疑难疾病的研究。
周宗科认为,手术机器人并非替代医生,而是进一步提升了医生的手术能力。 他表示,“治疗病患是一个系统的过程,除了手术,还有术前诊断、术后恢复等多个环节。目前,手术机器人只是参与到手术这一个环节,而且在本质上,手术操作也依然由医生完成。因此,机器人不可能取代医生,更不会降低对医生能力的要求。”他说,“但手术机器人可以辅助医生把原来凭借经验来完成的操作予以标准化,有效提高准确率。”
“从传统的开腹手术到腹腔镜手术,再到手术机器人,这是医疗技术不断提高的体现,手术造成的创伤越来越小,精确度也越来越高。”成都市第三人民医院胃肠外科医生张元川认为,手术机器人能有效提升效率,“传统手术可能需要4名医生,每名医生的技术还参差不齐。但有了手术机器人,或许只需要一名主刀医生即可。”