作者：鄭民華,馬君俊,戴可帆,李樹春
文章來源：中華消化外科雜志, 2024, 23(4)
摘要
經過近40年的發展，微創技術已被廣泛應用于各類惡性良性腫瘤根治術中，其安全性和有效性得到充分驗證。随着相關醫療器械裝置的不斷更新疊代，手術的便捷性和精準度得到顯著提升，微創外科的發展已步入高位平台期。随着資訊技術的飛速發展，研究者已逐漸進入智慧醫學時代，人工智能等技術的融入将為微創外科的發展注入新的活力。筆者結合最前沿的研究動态，深入剖析人工智能在微創手術的術前評估規劃、術中監測預警、術後綜合管理等關鍵環節中發揮的獨特作用。同時，筆者還探讨了如何利用這些創新技術進一步促進醫療教育改革，并對遠端醫療服務的發展進行展望。在智慧醫療時代，微創外科的發展應遵循“大膽創新，小心實踐”的原則，堅持“以人為本”的理念為指導。通過不斷促進醫工學科交叉合作，加速科技成果向臨床轉化，確定微創外科技術能夠更好地服務于人民的健康福祉。
1987年全世界首例LC的成功開展，是微創外科手術發展的元年。之後幾年，如何開拓腔鏡外科手術範圍、如何推廣普及成為主題。20世紀90年代初開始了微創手術在惡性惡性良性腫瘤領域中的探索。2000年後，微創技術和相關裝置器械的發展突飛猛進，關鍵詞變為各種微創新技術的發展，如機器人輔助手術，雙鏡聯合手術方式，3D、4K腹腔鏡等。目前，又進入了智慧醫療的時代，精準醫療特别是AI賦能微創技術得到迅猛發展。而2024年AI成為唯一的科技發展關鍵詞，未來AI有望替代95%的人類工作，對人類的醫療保健、醫學教育、醫學研究、醫學裝置、醫學模式、手術技術，都會帶來巨大變化。在這一背景下，微創外科未來的發展同樣得到大家的關注，也需要各位同道進一步探讨。筆者結合最前沿的研究動态，深入剖析AI在微創手術的術前評估規劃、術中監測預警、術後綜合管理等關鍵環節中發揮的獨特作用。同時，筆者還探讨了如何利用這些創新技術進一步促進醫療教育改革，并對遠端醫療服務的發展進行展望。
一、智慧醫學時代興起
智慧醫學是最近興起的專有醫學名詞，是一套融合物聯網、雲計算等技術，以患者資料為中心的醫療服務模式，其利用物聯網技術實作患者與醫務人員、醫療機構、醫療裝置之間的互動，并且借助數字化、可視化模式，讓有限醫療資源共享給更多患者使用。目前大陸智慧醫學的應用場景非常廣泛，主要包括遠端會診、遠端手術、遠端檢查、應急救援等遠端醫療應用；此外還有智慧導診、智慧院區管理、移動醫護、AI輔助診斷與治療等院内應用場景。在智慧醫學或智慧醫療體系中，疾病預防及健康管理可在診所、藥房甚至患者家中進行，簡單的疾病診斷與治療操作可被診所或基層醫院承接，而輔助檢查，如影像學檢查、實驗室名額檢測，可被第三方機構承接。在大部分成熟市場，智慧醫院的核心服務将聚焦包括微創技術為主體的手術治療、重症監護及疑難病症診斷與治療。在大陸，受限于基層醫療能力，智慧醫院角色的演化程序與成熟市場有所不同。筆者預測：未來10年，國内醫院仍将在醫療服務體系中扮演最重要的角色，兼顧門診和住院任務，帶領基層機構形成醫聯體/醫共體，共同承擔區域内居民健康管理，而智慧醫學在其中必然大有可為，而微創外科技術作為當下外科手術治療中的主流技術平台，也将在大陸未來智慧醫療體系中占有重要地位。
二、智慧醫學與微創外科
以微創外科手術的發展為例，過去研究者通常較多關注純手術技術層面的研究，現在則需更多關注從前端的精準診斷和術前手術規劃，到術中的手術圖像精準識别和精準解剖，再到全方位的術後管理、後續診斷與治療方案制訂及預後評估等，基于臨床大資料的AI智慧醫療平台将參與圍手術期全流程管理，打造智慧外科新模式。
（一）術前規劃精準診斷
基于強大算力的AI賦能輔助決策，可以在微創外科手術前對患者精準診斷，并對手術難度進行精确評估，對手術方案進行詳盡規劃。如基于患者CT增強檢查圖像，結合AI賦能的肝髒三維重建技術，可将肝内病竈位置及其與重要血管關系加以立體視角的全次元顯示，又可通過AI輔助測量計算，精準估算術後剩餘肝髒體積，确定安全的手術切除範圍，確定手術根治性和惡性良性腫瘤安全性的同時，降低術後肝衰竭風險。此外，對于一些标準流程手術，通過既往的微創外科手術視訊，可為手術相關人工智能模型的訓練提供豐富的訓練資料。日本學者報道，通過人工智能分析患者臨床資料和機器人手術錄像，可以評估手術複雜性，相應模型對手術複雜性評估的準确度較高，其受試者工作特征曲線下面積達0.913。這對手術風險的預估和防範均有指導作用。
随着虛拟現實、增強現實以及混合現實等技術在微創外科領域的探索和應用，這些技術正逐漸應用于仿真模拟訓練、手術方案規劃、術前談話和術中視覺導航等場景中。其通過與術前CT、MRI檢查等影像資料的融合，有望為手術提供更加豐富的輔助資訊。此前Ryu等報道在腹腔鏡左半結腸切除術中，利用微軟Hololens2可穿戴式混合現實裝置進行術中3D全息導航，用以輔助結腸血管根部結紮和淋巴結清掃，該系統在顯示結腸血管變異和輔助淋巴結清掃方面取得良好效果。然而，由于腹腔内的器官易受呼吸、氣腹、體位、術中牽拉等因素影響，依靠影像學資料重建的三維模型與腹腔鏡下的直視圖像疊加時常會出現相對位移，影響定位精度。是以，筆者認為：距離增強現實等視覺輔助技術真正大規模應用于臨床，協助手術操作仍有諸多難題亟待解決。
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