作者：郑民华,马君俊,戴可帆,李树春
文章来源：中华消化外科杂志, 2024, 23(4)
摘要
经过近40年的发展，微创技术已被广泛应用于各类肿瘤根治术中，其安全性和有效性得到充分验证。随着相关医疗器械设备的不断更新迭代，手术的便捷性和精准度得到显著提升，微创外科的发展已步入高位平台期。随着信息技术的飞速发展，研究者已逐步进入智慧医学时代，人工智能等技术的融入将为微创外科的发展注入新的活力。笔者结合最前沿的研究动态，深入剖析人工智能在微创手术的术前评估规划、术中监测预警、术后综合管理等关键环节中发挥的独特作用。同时，笔者还探讨了如何利用这些创新技术进一步促进医疗教育改革，并对远程医疗服务的发展进行展望。在智慧医疗时代，微创外科的发展应遵循“大胆创新，小心实践”的原则，坚持“以人为本”的理念为指导。通过不断促进医工学科交叉合作，加速科技成果向临床转化，确保微创外科技术能够更好地服务于人民的健康福祉。
1987年全世界首例LC的成功开展，是微创外科手术发展的元年。之后几年，如何开拓腔镜外科手术范围、如何推广普及成为主题。20世纪90年代初开始了微创手术在恶性肿瘤领域中的探索。2000年后，微创技术和相关设备器械的发展突飞猛进，关键词变为各种微创新技术的发展，如机器人辅助手术，双镜联合手术方式，3D、4K腹腔镜等。目前，又进入了智慧医疗的时代，精准医疗特别是AI赋能微创技术得到迅猛发展。而2024年AI成为唯一的科技发展关键词，未来AI有望替代95%的人类工作，对人类的医疗保健、医学教育、医学研究、医学设备、医学模式、手术技术，都会带来巨大变化。在这一背景下，微创外科未来的发展同样得到大家的关注，也需要各位同道进一步探讨。笔者结合最前沿的研究动态，深入剖析AI在微创手术的术前评估规划、术中监测预警、术后综合管理等关键环节中发挥的独特作用。同时，笔者还探讨了如何利用这些创新技术进一步促进医疗教育改革，并对远程医疗服务的发展进行展望。
一、智慧医学时代兴起
智慧医学是最近兴起的专有医学名词，是一套融合物联网、云计算等技术，以患者数据为中心的医疗服务模式，其利用物联网技术实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，并且借助数字化、可视化模式，让有限医疗资源共享给更多患者使用。目前大陆智慧医学的应用场景非常广泛，主要包括远程会诊、远程手术、远程检查、应急救援等远程医疗应用；此外还有智慧导诊、智慧院区管理、移动医护、AI辅助诊断与治疗等院内应用场景。在智慧医学或智慧医疗体系中，疾病预防及健康管理可在诊所、药房甚至患者家中进行，简单的疾病诊断与治疗操作可被诊所或基层医院承接，而辅助检查，如影像学检查、实验室指标检测，可被第三方机构承接。在大部分成熟市场，智慧医院的核心服务将聚焦包括微创技术为主体的手术治疗、重症监护及疑难病症诊断与治疗。在大陆，受限于基层医疗能力，智慧医院角色的演化进程与成熟市场有所不同。笔者预测：未来10年，国内医院仍将在医疗服务体系中扮演最重要的角色，兼顾门诊和住院任务，带领基层机构形成医联体/医共体，共同承担区域内居民健康管理，而智慧医学在其中必然大有可为，而微创外科技术作为当下外科手术治疗中的主流技术平台，也将在大陆未来智慧医疗体系中占有重要地位。
二、智慧医学与微创外科
以微创外科手术的发展为例，过去研究者通常较多关注纯手术技术层面的研究，现在则需更多关注从前端的精准诊断和术前手术规划，到术中的手术图像精准识别和精准解剖，再到全方位的术后管理、后续诊断与治疗方案制订及预后评估等，基于临床大数据的AI智慧医疗平台将参与围手术期全流程管理，打造智慧外科新模式。
（一）术前规划精准诊断
基于强大算力的AI赋能辅助决策，可以在微创外科手术前对患者精准诊断，并对手术难度进行精确评估，对手术方案进行详尽规划。如基于患者CT增强检查图像，结合AI赋能的肝脏三维重建技术，可将肝内病灶位置及其与重要血管关系加以立体视角的全维度显示，又可通过AI辅助测量计算，精准估算术后剩余肝脏体积，确定安全的手术切除范围，确保手术根治性和肿瘤安全性的同时，降低术后肝衰竭风险。此外，对于一些标准流程手术，通过既往的微创外科手术视频，可为手术相关人工智能模型的训练提供丰富的训练数据。日本学者报道，通过人工智能分析患者临床资料和机器人手术录像，可以评估手术复杂性，相应模型对手术复杂性评估的准确度较高，其受试者工作特征曲线下面积达0.913。这对手术风险的预估和防范均有指导作用。
随着虚拟现实、增强现实以及混合现实等技术在微创外科领域的探索和应用，这些技术正逐步应用于仿真模拟训练、手术方案规划、术前谈话和术中视觉导航等场景中。其通过与术前CT、MRI检查等影像数据的融合，有望为手术提供更加丰富的辅助信息。此前Ryu等报道在腹腔镜左半结肠切除术中，利用微软Hololens2可穿戴式混合现实设备进行术中3D全息导航，用以辅助结肠血管根部结扎和淋巴结清扫，该系统在显示结肠血管变异和辅助淋巴结清扫方面取得良好效果。然而，由于腹腔内的器官易受呼吸、气腹、体位、术中牵拉等因素影响，依靠影像学数据重建的三维模型与腹腔镜下的直视图像叠加时常会出现相对位移，影响定位精度。因此，笔者认为：距离增强现实等视觉辅助技术真正大规模应用于临床，协助手术操作仍有诸多难题亟待解决。
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智慧医学时代微创外科的进展与展望
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