“全自動手術當然是未來的一個方向，但我認為實現(xiàn)這個目標的道路還很漫長。一個重要的原因在于，每個病人都不一樣。未來比較可能的場景是，機器人自動做手術，醫(yī)生在旁邊監(jiān)督，一旦發(fā)生問題，醫(yī)生就讓它停止，進行人工操作。”

 

　　近日，ChatGPT引發(fā)人們對人工智能的高度關注，各行各業(yè)都在探討各自領域被ChatGPT取代的可能性，醫(yī)療領域也不例外，人們重新燃起了對醫(yī)療AI的興趣。

 

　　實際上，醫(yī)療機器人已經非常常見。據互聯(lián)網數(shù)據資訊網（IFR）的分類，醫(yī)療機器人可分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人和服務機器人四類。深圳中商產業(yè)研究院發(fā)布的《2022年中國醫(yī)療機器人行業(yè)市場前景及投資研究報告》顯示，2021年中國醫(yī)療機器人相關企業(yè)注冊量達20595家，同比增長40%。

 

　　近日，澎湃科技記者在海軍軍醫(yī)大學第二附屬醫(yī)院（上海長征醫(yī)院）（以下簡稱“長征醫(yī)院”）觀摩了一場達芬奇（DaVinCi）機器人手術，手術的主刀醫(yī)生是長征醫(yī)院泌尿外科主任任善成教授，他是亞洲第一例單孔機器人前列腺癌根治術的完成者。

 

　　達芬奇機器人被譽為“世界上最成功的手術機器人”，由美國微創(chuàng)手術儀器和技術先驅直覺外科公司（IntuitiveSurgical，ISRG.US）研發(fā)和生產。目前，達芬奇手術機器人廣泛適用于普外科、泌尿科、心血管外科、胸外科、婦科、五官科、小兒外科等。

 

　　任善成告訴澎湃科技，目前，達芬奇機器人在手術中仍擔任輔助角色，是人在操作機械臂進行手術，而非機器自動進行手術。目前，遠程機器人手術已經實現(xiàn)了，預計3-5年內將會趨向成熟。“全自動手術當然是未來的一個方向，但我認為實現(xiàn)這個目標的道路還很漫長。一個重要的原因在于，每個病人都不一樣。未來比較可能的場景是，機器人自動做手術，醫(yī)生在旁邊監(jiān)督，一旦發(fā)生問題，醫(yī)生就讓它停止，進行人工操作。”

 

　　機器人和人“合作”的手術

 

　　2月15日下午，長征醫(yī)院，泌尿外科主任任善成正在和達芬奇機器人“合作”進行一場根治性前列腺切除手術。這是他今天的第三位病人，一位66歲的前列腺癌患者。

　　醫(yī)生們正在進行術前準備工作。本文圖片：澎湃新聞記者曹年潤前列腺位于盆腔的最深處，膀胱與尿道之間，手術暴露（指創(chuàng)造一個可以讓手術器械順利進入和清晰地顯露手術視野的空間）十分困難，且切除前列腺后還需要對膀胱和尿道進行吻合，因而難度很大。傳統(tǒng)的腹腔鏡長柄不可彎曲，而達芬奇手術機器人的機械臂可以360度旋轉，使得手術的操作可以更加靈活和精確。任善成從2012年開始使用達芬奇機器人進行手術，11年里，他已經和達芬奇機器人“合作”完成了2000多臺手術。實際上，達芬奇機器人是一種高級腹腔鏡系統(tǒng)，由外科醫(yī)生控制臺、床旁機械臂系統(tǒng)和成像系統(tǒng)三部分組成。手術中，任善成坐在手術無菌區(qū)之外的控制臺，距離病人大約2米，身體前傾，探頭看向控制臺三維高清內窺鏡，他的視野里，是病人腹內病灶位置的立體圖像，放大了15倍，任善成向澎湃科技記者形容，這種感覺“就像鉆到了病人的肚子里一樣。”

 

　　任善成并不直接和病人接觸，代替他的雙手進行手術操作的是機械臂。他用雙手通過兩個主控制器遙控機械臂，左腳踩腳踏板，控制三維高清內窺鏡的攝像頭，右腳踩腳踏板，控制手術鉗。

 

　　手術中有兩位助手醫(yī)生，其中一位主要負責在切除前列腺時輔助調整視野，用吸引器吸走血液和尿液，讓主刀醫(yī)生的視野更清晰，另一位則主要負責輔助縫合膀胱和尿道。“Hem-o-lock。”任善成通過麥克風發(fā)出指令，助手隨即就用Hem-o-lock夾完成了血管閉合。

 

　　助手醫(yī)生和器械護士在配合更換器械。由塑料膜包裹的部分是機械臂，助手醫(yī)生通過前方屏幕進行觀察。長征醫(yī)院泌尿外科醫(yī)生丁琦告訴澎湃科技記者，任善成和助手醫(yī)生之間的配合看上去很輕松，但實際上，這是他們磨合了幾千臺手術后才達成的默契。“（任善成）主任下一個指令，他（助手醫(yī)生）就知道應該在哪個位置操作，不需要主任告訴他在幾點鐘方向、怎么做，否則這場手術可能要3個小時以上。”大約40分鐘，病人的前列腺被完整切除下來。下一步是縫合膀胱和尿道，月牙狀的縫合針很流暢地穿過病人組織，但由于這位病人組織比較薄，縫合出現(xiàn)了一些困難，任善成嘗試了兩次，都沒有成功。他很快找到了原因，讓助手換了一根更細、更軟的線，完成了縫合，整個過程大約花了十分鐘時間。“以后像這種病人，都要用這種縫合線。”任善成向助手交代。

 

　　“縫合是它的優(yōu)勢，”手術后，任善成告訴澎湃科技記者，“達芬奇機器人的‘手’特別靈活，尤其是在抓針縫合的時候，可以輕松地變換角度，就像把人的手縮小了一樣，而且它的‘手’很穩(wěn)，每針之間的距離很均勻。”

 

　　迄今為止最成功的手術機器人

 

　　世界上第一臺達芬奇手術機器人誕生于1996年。2000年，達芬奇手術機器人正式成為第一個受美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準用于臨床手術的機器人輔助腹腔鏡手術系統(tǒng)。20多年來，達芬奇機器人已經經歷了四次迭代，在靈活度、精準度、成像清晰度等方面都大大提高。2014年下半年，研究者還開發(fā)了遠程觀察和指導系統(tǒng)，2018年，單臂達芬奇機器人問世。

 

　　據任善成介紹，長征醫(yī)院有兩臺達芬奇手術機器人，他這次使用的是第三代，另一臺是第四代。“機器人輔助手術已經不是新鮮事了，”任善成說，“上海有10-15家醫(yī)院都有機器人。”

 

　　研發(fā)和生產達芬奇機器人的美國直覺外科公司成立于1995年，在腹腔鏡手術機器人領域處于市場壟斷地位。自2000年上市以來，直覺外科公司的營業(yè)收入從2000年的0.27億美元增長至2021年的57.1億美元，其股價也從最初的6.02美元一度上漲至369.69美元（2021年11月，2023年2月25日股價為231.05美元）。直覺外科公司最新財報顯示，截至2022年12月31日，達芬奇系統(tǒng)的全球總裝機量已達7544臺，2022年達芬奇機器人全球手術量約187.5萬次，同比增長約18%。

 

　　2017年，上海復星醫(yī)藥（集團）股份有限公司（復星醫(yī)藥，600196.SH，02196.HK）與直覺外科公司合資建立了直觀復星醫(yī)療器械技術（上海）有限公司（以下簡稱“直觀復星”，達芬奇機器人被引入中國。據直觀復星統(tǒng)計，截至2022年8月，達芬奇手術機器人在中國的總裝機量接近300臺，總手術量超過32萬臺。

 

　　達芬奇機器人的成功，使全球涌現(xiàn)出一批挑戰(zhàn)者，但這條路并不好走，“下一個達芬奇”仍未出現(xiàn)。例如成立于2008年，曾號稱“達芬奇終結者”的加拿大明星手術機器人公司泰坦醫(yī)療（TitanMedical），瞄準了單孔腔鏡手術機器人賽道，計劃覆蓋歐洲和美國手術機器人市場。

 

　　然而，直覺外科公司也在這一領域進行了布局，2018年5月，F(xiàn)DA正式批準達芬奇單孔SP手術機器人適用的第一類手術——泌尿外科手術，搶占了先機。泰坦醫(yī)療公司卻未能成功將其產品推進上市，股價大幅下跌，三度面臨退市危機。2022年11月，泰坦醫(yī)療宣布出售公司，但出售也不順利。

 

　　全球企業(yè)增長咨詢公司弗若斯特沙利文（Frost&Sullivan）的一份研究報告預計，未來，單孔內窺鏡手術機器人可能稱為新一輪的發(fā)展趨勢，并可能打破達芬奇機器人的市場壟斷。國內單孔機器人研發(fā)進度較為領先的企業(yè)包括深圳市精鋒醫(yī)療科技股份有限公司、北京術銳技術有限公司等，其產品均處于臨床階段。

 

　　“神話制造機”達芬奇機器人，究竟有何優(yōu)勢？任善成向澎湃科技分析，對于病人而言，達芬奇機器人的手術創(chuàng)傷較小，還可以減小根治性前列腺切除手術的副作用，“切除前列腺后，會產生嚴重的并發(fā)癥。在以往的腹腔鏡手術后，有一半以上的病人會出現(xiàn)尿失禁，喪失性功能等，我現(xiàn)在可以做到讓幾乎百分之百的人都不產生尿失禁，性功能也保護得非常好。”

 

　　作為支付方，價格也是病人關心的因素。引入至今，達芬奇機器人的手術已經大幅降低。“達芬奇機器人手術已經納入了上海市醫(yī)保，可以報銷80%，最后病人只需自費6000元左右，所以病人的接受度非常好。”任善成說。

 

　　對醫(yī)生來說，達芬奇機器人手術操作更加便捷，醫(yī)生耗費的精力更少。“2018年，我用達芬奇機器人做手術，從上午9點做到晚上21點，一天可做7臺手術，不會覺得累。但如果做普通的腹腔鏡手術，一天最多做3臺，而且會覺得非常累。”任善成表示，從另一個角度來看，這對于延長醫(yī)生的職業(yè)年齡也大有裨益。

 

　　手術室里，人與機器的關系將如何發(fā)展？

 

　　在任善成的手術室里，氣氛看上去十分輕松，但這并非一日之功。“有好的武器，也要有好的士兵去用。操作機器人時，醫(yī)生的感覺也很重要，醫(yī)生要有在病人腹內做手術的思路，所以醫(yī)生的培訓很重要。”

 

　　任善成表示，醫(yī)生沒有觸覺反射是機器人手術中的難點。當手術鉗伸入病人腹部時，醫(yī)生不知道它觸摸的組織是軟是硬，也不知道抓到的組織究竟有多大的范圍，很難掌握操作的力度，這有可能導致醫(yī)療事故。

 

　　積累足夠經驗后，醫(yī)生往往可以靠視覺反射來彌補觸覺反射的缺失，即通過觀察組織的顏色、形態(tài)、質地、角度等的變化來判斷自己到底用了多少力氣。“這是一個醫(yī)生適應新的‘武器’的過程。原來做手術，醫(yī)生習慣手中有器械，心里有底，但機器人手術是無接觸式的，手上抓的東西和實際在病人腹內進行操作的東西不是同一個，需要一段時間去適應。”

 

　　任善成在控制臺進行操作。在機器人手術中，安全性始終是人們最關心的問題。“我們總是會擔心機器失控，因為人一般不會失控，不會刻意制造醫(yī)療事故。不過目前來看，這種擔憂并不會變成現(xiàn)實。”任善成說，目前，達芬奇機器人在手術過程中還只是輔助的角色，是人在操作機械臂進行手術，而非機器自動進行手術。“機器有一定的故障率，但很低，目前還沒有出現(xiàn)因機器故障而危及病人生命的例子。機器會發(fā)生的故障一般是卡住，我們可以人工調整，不會發(fā)生不受人為控制的故障。”人工智能在手術場景中的應用將通往何方？任善成表示，遠程機器人手術已經實現(xiàn)了。遠程機器人手術和近距離機器人手術的原理是一樣的，唯一的差別是信號的傳導。任善成手術室所采用的信號傳導方式是電線傳導，而遠程手術則需用衛(wèi)星信號傳導，主要考慮信號延遲的問題。而5G時代，信號傳導的問題已經解決了。“我預計，3-5年內，遠程機器人手術會趨向成熟。”

　　“全自動手術當然是未來的一個方向，但我認為實現(xiàn)這個目標的道路還很漫長。”任善成分析，“一個重要的原因在于，每個病人都不一樣。人工智能最大的優(yōu)勢在于學習，找到規(guī)律性，但全世界沒有一個人（的生理結構）和別人完全相同，這就導致人工智能不可能完全學到某種規(guī)律。比如它掌握了1000個人的信息，可第1001個人可能恰好就跟前1000個人都不一樣。”

 

　　任善成告訴澎湃科技記者，未來機器人可能可以自動完成一些簡單手術，但要完成一些復雜的手術，可能還需要很長一段時間。“比較可能的場景是，機器人自動做手術，醫(yī)生在旁邊監(jiān)督，一旦發(fā)生問題，醫(yī)生就讓它停止，進行人工操作。