把身体交给Ta，你敢吗？ 首例由机器人进行的人工耳蜗手术

来源： 发布日期：2017.03.30 点击量：

       近日，在《Science Robotics》上（全球最权威的学术期刊之一）,来自瑞士伯尔尼大学的ARTORG生物工程医学研究中心的研究人员对外宣布，他们完成了世界首例由机器人进行的人工耳蜗植入手术。

       机器人在医疗领域的应用
       随着人工智能技术的发展，机器人辅助完成人工耳蜗植入手术的时代正在向以机器人为主导独立完成人工耳蜗植入的时代迈进。其实，高科技、机械技术、机器人技术在医疗领域内的应用，绝对不是“昙花一现”。早在1994年，美国Computer Motion公司就研制出了世界上第一台用于辅助手术的内窥镜手术系统 - 伊索（AESOP），此举迈出了机器人在手术临床应用中的第一步。


       1999年，由Intutive Surgical公司研发的“达芬奇(Da Vinci)”手术系统诞生，这套系统先后通过了欧洲的CE认证和美国的FDA认证，是目前在手术中使用最广泛的机器人手术系统之一。

       “达芬奇机器人”由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统

       “达芬奇机器人”历经了四代的发展，现在已经能辅助心胸外科、泌尿外科、耳科、妇科、儿科等多个种类的手术了，“达芬奇”机器人并不能独立完成手术、它只是代替外科医生的双手，手术操作还是由医生控制。

       辣么，机器人进行手术有哪些优势呢？
       从患者的角度来说：
       1. 机器人手术操作十分精确，与腹腔镜（二维视觉一起）相比，三维视觉可将手术区域放大10 - 15倍，使手术精确度大大增加。
       2. 创伤更小使微创手术的指征更广，减少患者术后疼痛、缩短住院时间、减少失血量、减少术中的组织创伤和炎性反应导致的术后粘连、同时也增加了美容的效果。


       从医生的角度来说：
       “达芬奇”手术机器人增加了手术过程中的视野角度、减少了手术过程中可能的手部颤动，机器人的“内腕”较腹腔镜更为灵活，能以不同的角度在靶器官周围进行操作，帮助医生集中精力，同时还可以减少参加手术人员。


       对医生的有利之处归根到底还是为了更好的手术效果。机器人能够提高手术精确度，节省时间从而减少术者疲劳，同时也可以防止术者的手部颤动，使手术更完美。

       人工耳蜗植入手术机器人

       人工耳蜗植入手术发展至今，技术已经非常成熟，国内的临床应用也有数十年的成功经验。与外界群众想象的不同，其实人工耳蜗植入术并非开颅手术，通俗来说，大多数患者所流的血甚至比乙肝检查所抽的血都要少，手术时间一般在1小时以内，属于“小型手术”或者“低风险手术”。


       比起辅助做手术的机器人“达芬奇”，这一次人工耳蜗植入手术中的机器人不是由医生控制的，而是机器人独立完成手术中的部分工作！

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       手术过程中，机器人会以微小的开口进入颞骨，窥探内部的情况，接下来它会钻入距离面神经及味觉神经半毫米的地方，通过前端骨钻进行磨床，最后，传送带将把植入体送入手术区域，机器人将植入电极系统并建立刺激机制。（此类机器人较擅长分析手术区域结构或透视作业）


       手术机器人的优势
       研究认为，由于每位耳外科医生的操作方式或多或少都有些许不同，人才技术的培养也花费了大量的人力和物力，而机器人则可以把标准统一化，通过前期的数据录入，患者的颅骨情况和身体情况，所有信息全部进入系统进行分析，并和数据库内所有患者的数据进行对比，得出最佳的手术方案。


       “我们现在正乐此不疲地探索外科医生能力范围之外的领域，并由机器人为我们效劳。”来自ARTORG的研究人员解释称。这项技术将赋予外科医生超能力，使他们在采取组织样本测试时，能感受到钻头进入骨骼和肌肉时，力度所发生的细微变化。毕竟，所有精确的手术操作只有一个目的，在移除少量耳骨的基础上植入人工耳蜗。

       此项技术的安全性及展望
       团队经过多年的研究工作，在机器人的设计中创建了各种安全机制，包括术前患者头骨分析，个性化的机器人治疗计划和面部神经监测，并进行各项验证，确认机器人在手术过程中不会伤害周围组织。


       不过，该项技术的出现也会让外科医生坐立不安。这倒不是说这个机器人本身存在什么问题，而是正因为它处于科技前沿，日后随着越来越多医疗机器人的问世，许多医疗手段将彻底完全自动化，而这将引起监管机制与公共关系方面的混乱。

       因此，《Science Robotics》还就此发表了一篇文章，提议根据机器人的自动化水平推出0级（遥控机器人）至5级（独立完成手术的全自动机器人）的分类系统。鉴于机器人在自然医学应用中出现了不少问题，实现第5级任重而道远，因此，该研究领域现在需要重新探讨这个问题。


       今天，机器人与外科医生联手，相辅相成，人工耳蜗机器人的工作受到人类监管，人类需告诉它何时开始，何时停止，而人类也离不开机器人，他们需利用机器人来避开神经进入内耳。我们称这种现象为相互依存的一级自治机制。

       当然，这种人机交互技术只是完全自主机器人的基石。机器人领域的知名科学家杨广中表示：“当系统分类达到4级或5级，那么这机器人将不仅仅是一个医疗设备，可能将代替医生，有效地进行自主行医。”但就目前来说，这还非常困难，因为即使FDA批准了这些医疗器械，但医疗协会还会对医生进行密切监管。

科学家杨广中

       此外，还有一件事至关重要，就是如何说服公众去信任机器，汽车自动驾驶是一回事，机器人医生完全是另一回事。该如何说服患者将自己的生命交托给一个冷冰冰的机器人呢？


       从目前情况上来看，不稳定因素仍然存在，去年围棋人机大战中机器人AlphaGo百密一疏，在对垒中出现了一个小bug，虽然仅0.3秒就得到了修复，但若在手术机器人上又当如何？ 
毕竟，医学可是容不得半点失误的。

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