Dr. Joseph Nathan, Co-founder, President and Chief Medical Officer at ForSight Robotics

人工智能如何引领机器人外科手术的新时代

医学机器人首先在20世纪80年代进入普通外科，使用了腹腔镜工具，使得微创手术成为可能，减少了切口大小和恢复时间。这些早期系统扩展了外科医生的能力，改变了外科手术的格局。今天，人工智能（AI）正在引领外科手术室中精度和控制的新时代。然而，尽管取得了如此进步，机器人系统仍然仅限于特定的手术程序，大多数手术仍然依赖于传统方法——许多患者无法获得增强的一致性和结果。随着医疗技术的不断发展，如何扩大AI在外科机器人中的应用，以便在更广泛的层面上改变医疗保健？增加的市场潜力在过去五年中，机器人领域的风险投资增加和数字化转型的推动下，机器人行业正在看到快速的市场结果，并且没有停滞的迹象。今年早些时候，Nvidia宣布了其在机器人开发方面的投资计划，预示着机器人领域的未来将会有所改善。类似的投资将进一步推进机器人技术的发展，通过数据收集和机器学习，为行业提供更多的资源和见解。外科机器人行业的领导者，如Intuitive Surgical、Medtronic和Stryker，已经开创了机器人辅助手术的先河。自2000年推出da Vinci系统用于普通外科手术以来，Intuitive Surgical继续迭代其机器人平台，以扩大其在心脏、肥胖、妇科和胸部手术等领域的应用。随着机器人辅助手术的广泛采用，外科机器人以更快的速度被采用。在2012年至2018年间，机器人辅助手术在普通外科领域增加了738%。展望未来，外科机器人具有更大的市场潜力，预计到2026年将增长到超过140亿美元——从2023年的100亿美元左右。这主要是由于机器人手术程序的可及性增加、自动化和数字技术的进步，以及新进入者旨在提供利用AI力量的尖端医疗解决方案。深度技术方法深度技术是多学科技术的交叉点，包括人工智能、量子计算、生物技术和机器人等，正在引领技术的新时代。采用深度技术方法的机器人外科创业公司正在为未来创造创新解决方案，如在医疗技术开发中，可以改善患者对关键医疗保健的获取。通过深度技术开发，外科手术可能在未来变得完全自动化，需要最少的外科医生辅助，并显著扩大治疗的可及性。新兴的深度技术在外科机器人中可以对全球产生持久的影响。由于全球大约三分之二的人口——50亿人——缺乏手术治疗的机会，这些由AI驱动的新方法可以扩大普通人对手术治疗的获取机会，并缩小手术护理的差距。融合AI和外科机器人人工智能已经改变了我们与不同技术和彼此的交互方式。在过去的五年中，人工智能带来的转变加速了机器人技术的发展，并为人工智能在不同领域（包括机器人外科）创造了更多的应用。以下是三种人工智能对机器人外科产生快速和深远影响的方式：1. 体现人工智能技术正在改变我们与环境和周围的人的交互方式。体现人工智能，包括自主车辆和人形机器人，是人工智能与物理系统的融合，用于执行复杂的现实世界任务。当体现人工智能应用于机器人外科时，它有可能对改善外科护理和提高现有技术产生持久的影响。然而，体现人工智能需要大量的现实世界数据来开发训练模拟模型，这些模型用于训练和扩展人工智能的能力，并提供数据驱动的见解。直到最近，获取大量训练数据有一定的限制；然而，随着行业继续投资于人工智能模型的训练和开发，模拟数据池正在以更快的速度增长，并改善体现人工智能的功能。2. 持续的数据洞察和指导基于人工智能的系统可以在几秒钟内吸收和理解大量的信息——比人类大脑快得多。通过训练机器学习大量的数据集，数据驱动的见解可以在外科医生进入手术室之前就为外科决策提供参考。人工智能驱动的训练模拟可以显著造福外科医生，因为基于成千上万的手术的数据集可以为外科医生提供趋势和技术，以提供更好的患者体验，并允许他们为罕见或复杂的病例做好准备和理解，在他们面对这些病例之前。当应用于实时成像和可视化技术时，人工智能驱动的数据可以增强外科医生的决策能力。在手术过程中，人工智能系统可以为外科医生提供洞察力，以调整手术计划。通过提供实时的3D“地图”和手术现场的实时反馈，人工智能驱动的成像系统可以赋予外科医生对手术现场的扩展洞察力。机器人外科平台正在将这一技术融入手术室，以提高手术的精度和结果。此外，通过提供手术后的持续反馈，人工智能系统可以为外科医生提供他们在手术过程中的表现的宝贵反馈——突出他们的弱点和优势，并建议如何改进。这些平台还可以根据每个患者的病史和手术的数据分析，推荐新的治疗计划，并为外科医生提供更多的信息，以增强进一步的治疗。因此，人工智能平台有潜力在整个手术周期（手术前、手术中和手术后）通过人工智能反馈循环来吸收和适应外科反馈，以提高外科医生的精度和表现。3. 提高准确性和精度个体外科医生的技能往往因他们的机会、地点和外科导师的不同而有所不同。例如，眼科手术有很陡的学习曲线。平均而言，眼科外科医生需要至少15年的培训和外科经验才能达到巅峰表现。随着人口老龄化和外科医生数量的减少，需要一种新的解决方案来减少外科医生的培训期，并标准化所有人的护理准确性和精度。除了减少外科医生的学习曲线和使他们能够更快地达到巅峰表现外，引入人工智能平台到外科过程中还可以提高准确性和精度，并可能改善次优结果。半自主和日益自主的机器人平台可以消除外科医生的自然手抖，并提高整体的精度和准确性，从而改善临床结果。此外，人工智能系统识别独特的解剖结构并提供确切的切口和其他手术步骤的位置——尤其是在复杂的程序或解剖区域——可以显著减少外科医生的错误率，通过提高对解剖结构的空间意识。当融入外科过程中时，人工智能机器人平台可以提供无价的见解，以增强患者和外科医生的整体体验。结论人工智能将继续在未来推动医疗保健的发展。将先进的AI技术融入我们的医疗服务中，例如电子档案、诊断、健康监测和跟踪，以及外科护理，是至关重要的。通过这样做，我们可以改善患者和外科医生的整体体验。在机器人外科手术中，人工智能正在加速技术的转变和患者对一致的高级治疗的获取。机器人技术与人工智能和自动化的进步将继续引领新的应用，创造一个更高的标准化护理水平，并将医疗保健的质量和可及性推向新的高度。