作者：陳祎琪，張思瑋????來源：中國科學報????發(fā)布時間：2024/5/30 16:57:52
????當前，新一輪科技革命和產業(yè)變革迅猛發(fā)展，人工智能技術不斷融入人們日常生活，其在臨床學科的應用也正逐步推動著醫(yī)學模式的創(chuàng)新，同時促進了人工智能等相關技術的迭代更新。
????“盡管技術的創(chuàng)新發(fā)展日新月異，但醫(yī)生更要關注技術的可及性，在精細入微的同時，做到以簡馭繁，才能夠真正應對醫(yī)學面臨的時代挑戰(zhàn)，不斷培育新質生產力，推動科技創(chuàng)新引領?！鼻安痪?，在中關村論壇“全球健康與發(fā)展論壇”上，中國工程院院士、北京大學人民醫(yī)院院長王俊在以《肺癌手術智能輔助模塊的探索》為題的報告中指出，醫(yī)學的進展和人類生命健康息息相關。
????回首胸外科百年發(fā)展的歷史，主要有兩個里程碑式的進展。一個是上世紀30年代，全球第一例外科手術治愈肺癌的病案翻開了胸外科新篇章；另一個是上世紀90年代初胸腔鏡微創(chuàng)手術推動胸外科從傳統(tǒng)開胸向現(xiàn)代微創(chuàng)轉型升級。據(jù)統(tǒng)計，當前我國近90%的肺癌手術均可以通過胸腔鏡完成。
????近年來，越來越多的早期肺癌得以被診斷，給胸外科的發(fā)展提出了很多挑戰(zhàn)。王俊認為，其中之一就是巨大的病人需求和有限的高質量手術供給能力之間的矛盾。據(jù)統(tǒng)計，中國每年新發(fā)肺癌200萬例，其中60萬例能通過外科手術治愈，但我國胸外科每年最大手術量是20萬例。
????“也就是說，有40萬肺癌病人由于缺乏醫(yī)生，失去了外科治愈的機會。放眼全球，這個問題同樣存在，美國胸外科醫(yī)生存量也在不斷下降。”王俊說。
????為什么胸外科醫(yī)生這么少、這么難培養(yǎng)呢？王俊認為，首先是手術大、風險高，醫(yī)生培養(yǎng)周期長；其次是“師傅帶徒弟”的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式產出率太低。
????培養(yǎng)外科醫(yī)生和研發(fā)自動駕駛“異曲同工”
????“年輕醫(yī)生由于缺乏經驗，剛開始上手術臺都需要有個資深大夫在旁邊時刻提醒注意事項，比如切多大口、先做什么、后做什么、哪個步驟有風險等。但人力是有限的，用容納海量數(shù)據(jù)的智能輔助模塊代替經驗豐富的資深大夫，以此降低手術的培訓難度，提高手術的同質化水平，才是破解這一難題的突破口。”王俊說。
????基于此，王俊帶領該院胸外科團隊，與人工智能領域專家合作，通過醫(yī)學影像與手術視頻兩大數(shù)據(jù)來源，進行手術規(guī)劃與引導、監(jiān)督與預警的智能化初步探索，有效降低年輕醫(yī)生進行胸腔鏡手術的技術難度，提高手術的準確性和安全性。
????“其實，培養(yǎng)外科醫(yī)生和研究自動駕駛有異曲同工之妙，雖然難度不一樣，但二者都需要經歷理論學習和實際訓練，都需要手、眼、腳協(xié)同配合，且安全標準極高，不能出事，否則非死即傷?！蓖蹩≌f，自動駕駛的成功主要解決了兩大問題，一是路徑設計與實時導航，二是風險預警與及時糾錯。
????王俊表示，基于肺癌手術的智能輔助模塊研發(fā)分為三步。第一步，制定手術路徑和實時導航?！胺尾渴中g區(qū)域的血管不像高速公路那樣條條清晰，往往有交叉和變異，如果都選用同一個路徑，難免會有所疏漏，所以我們希望為每個患者制定個體化的路徑并實時導航?！?/p>
????第二步，利用人工智能生成血管自動命名。王俊團隊用半年時間實現(xiàn)了世界上首次肺靜脈血管自動命名，并經過半年迭代升級，將準確率從50%提升至87%以上，相當于副教授水平。另外，術前規(guī)劃時間也從過去的1小時縮短到5分鐘，更適合場景應用。
????第三步，用語音交互指導語義圖像和手術圖像相吻合。“智能輔助模塊研發(fā)出來以后，我們在多中心進行臨床試驗，結果顯示它的準確度提高了8%，錯誤率降低了43%?！蓖蹩≌f。
????利用“透視眼”精準評估風險
????在風險預警和及時糾錯方面，王俊表示，首先要把以往的手術錄像分成若干個步驟，指出每個步驟可能產生的風險，從而讓智能輔助模塊看到某個部位就能自動識別手術步驟并提示風險。
????“但這種模型的建立需要幾百個甚至上千個手術案例的數(shù)據(jù)集，而一個手術有幾十個步驟、數(shù)千個原子行為，如果都標注，那將是海量的數(shù)據(jù)。幸運的是，我們最終找到了最優(yōu)算法，提高了標記效率，解決了這個問題。”王俊說。
????在現(xiàn)場報告中，與會者能夠形象地看到，三維重建技術仿佛一雙透視的眼睛，清晰展示胸腔內詳細的解剖結構，精準識別病灶部位與周圍臟器、血管等重要組織器官之間的三維空間關系，對病灶部位、血管毗鄰、角度、距離、位置關系等進行模擬術中視野的測量，從而實現(xiàn)精準手術風險評估。
????“我們把生成的智能輔助模塊與胸腔鏡機器聯(lián)合在一起，當鏡頭拉到胸腔時，智能輔助模塊會立刻在熒光屏右下角提示，這個部位是什么、周圍是什么，并用不斷閃爍的感嘆號提示該位置或周圍可能有風險點等，從而幫助年輕醫(yī)生規(guī)避風險，確保手術安全?！蓖蹩”硎?。
????“外科有幾千種手術，相當一部分需要建立手術智能輔助模塊。”王俊表示，這是一項關鍵性共性技術，源于臨床真實需求，融合人工智能實現(xiàn)技術迭代升級，可以拓展應用于多學科領域手術輔助，成為醫(yī)生的“數(shù)字化導師”，也為醫(yī)學生培養(yǎng)提供新的路徑與模式。
????“這其中蘊藏著巨大的發(fā)展機遇。大家現(xiàn)在都認為智慧醫(yī)院就是智慧管理，其實不然，智慧管理只是其中一部分，AI輔助的智慧診療才是未來智慧醫(yī)院的‘重頭戲’，是有巨大應用潛力的新質生產力?！蓖蹩”硎尽?/p>
????原文：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/5/523636.shtm
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