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智能科普：机器人做颅脑手术
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智能科普：机器人辅助医生做颅脑手术
□ 王明宇
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| 本文作者手术前进行机器人系统注册。连世忠 摄 |
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| 本文作者为一名脑肿瘤患儿设计手术计划。 |
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截至发稿，本文作者已于4月16日13时为该11岁女孩完成机器人手术，效果良好。
机器人与人工智能（AI），在不经意间，已经渗透到日常生活的方方面面：人脸识别、移动支付、智能家电等接踵而至，极大方便了人们的生活和工作。人类发明了许多东西，并最终改变了自己。
19世纪末，近代神经外科诞生，由于主要在人脑和脊髓做手术，精细操作一直是神外医生的永恒话题。近20年，“术中影像”“脑功能成像”和“神经导航”等技术被视为精准神经外科的里程碑，但医生对于“更精更细”的追求从未止步，手术机器人作为革命性技术应运而生。现在，机器人已经可以辅助神经外科医生进行复杂的颅脑手术，在象征着人类智慧最高领域的大脑进行操作，并治疗这一创造它们的器官。
机器人主要由三部分组成：眼睛、手臂和大脑。机器人的“眼睛”包括4种注册方式，可以进行空间人脑识别。机器人的“手臂”即机械臂，拥有360度自由传感技术，可自动或被动到达活动范围任意位置。机器人的“大脑”是一个多模态影像计算平台，包括：PET/CT或MRI图像融合软件、手术计划软件、人类大脑电子图谱、导航控制软件、神经内窥镜手术软件等，将手术计划系统、神经导航功能及器械定位和可视化操作系统整合于一体，利用无框架立体定向理论，通过影像学数据进行患者的3D解剖定位，为神外医生提供了更强的自信心和更可靠的手术效果。
所谓神经导航类似于道路导航，只是在错综复杂的人脑里，神经和血管密布，“山路十八弯”，更容易迷失方向，然而一旦迷失，后果不堪设想。道路导航利用卫星和网络，神经导航利用医学影像数据和扫描注册定位，可以将精度控制在0.5毫米以内，这是以往任何技术无法达到的。
术前将患者的影像学资料如CT、MRI等导入机器人，使用手术计划系统进行图像融合与三维重建，从而可以确定手术位置，并设计入路，尽可能远离重要功能区和血管密集区，降低神经损伤和脑出血的风险。因为机器人的大脑较人脑有更强的数据处理能力和稳定性，可以确保操作精度并缩短手术时间。
术中医生只需按照提前设计好的方案，在机器人的配合下，按部就班进行手术，人脑和电脑双重保障手术的精准与安全。正是因为十分精准，才得以实现更小的切口、更微的创伤和更少的并发症，从而达到微创。
机器人与AI对于医疗健康越来越重要。目前，美国已经把手术机器人、假肢机器人、康复机器人、心理安抚机器人、护理机器人、智能健康监控系统定为未来发展的六大研究方向。欧洲也在计划将建立“Robotics for Health-care”网络，促进医疗机器人的发展和应用。我国是应用和自主研发医疗机器人较早的国家之一，目前国内多家综合医院和神经外科中心已配备手术机器人，精准和微创是未来外科的发展方向。
（作者系山西医科大学第一医院神经外科医生）
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机器人与人工智能（AI），在不经意间，已经渗透到日常生活的方方面面：人脸识别、移动支付、智能家电等接踵而至，极大方便了人们的生活和工作。人类发明了许多东西，并最终改变了自己。
19世纪末，近代神经外科诞生，由于主要在人脑和脊髓做手术，精细操作一直是神外医生的永恒话题。近20年，“术中影像”“脑功能成像”和“神经导航”等技术被视为精准神经外科的里程碑，但医生对于“更精更细”的追求从未止步，手术机器人作为革命性技术应运而生。现在，机器人已经可以辅助神经外科医生进行复杂的颅脑手术，在象征着人类智慧最高领域的大脑进行操作，并治疗这一创造它们的器官。
机器人主要由三部分组成：眼睛、手臂和大脑。机器人的“眼睛”包括4种注册方式，可以进行空间人脑识别。机器人的“手臂”即机械臂，拥有360度自由传感技术，可自动或被动到达活动范围任意位置。机器人的“大脑”是一个多模态影像计算平台，包括：PET/CT或MRI图像融合软件、手术计划软件、人类大脑电子图谱、导航控制软件、神经内窥镜手术软件等，将手术计划系统、神经导航功能及器械定位和可视化操作系统整合于一体，利用无框架立体定向理论，通过影像学数据进行患者的3D解剖定位，为神外医生提供了更强的自信心和更可靠的手术效果。
所谓神经导航类似于道路导航，只是在错综复杂的人脑里，神经和血管密布，“山路十八弯”，更容易迷失方向，然而一旦迷失，后果不堪设想。道路导航利用卫星和网络，神经导航利用医学影像数据和扫描注册定位，可以将精度控制在0.5毫米以内，这是以往任何技术无法达到的。
术前将患者的影像学资料如CT、MRI等导入机器人，使用手术计划系统进行图像融合与三维重建，从而可以确定手术位置，并设计入路，尽可能远离重要功能区和血管密集区，降低神经损伤和脑出血的风险。因为机器人的大脑较人脑有更强的数据处理能力和稳定性，可以确保操作精度并缩短手术时间。
术中医生只需按照提前设计好的方案，在机器人的配合下，按部就班进行手术，人脑和电脑双重保障手术的精准与安全。正是因为十分精准，才得以实现更小的切口、更微的创伤和更少的并发症，从而达到微创。
机器人与AI对于医疗健康越来越重要。目前，美国已经把手术机器人、假肢机器人、康复机器人、心理安抚机器人、护理机器人、智能健康监控系统定为未来发展的六大研究方向。欧洲也在计划将建立“Robotics for Health-care”网络，促进医疗机器人的发展和应用。我国是应用和自主研发医疗机器人较早的国家之一，目前国内多家综合医院和神经外科中心已配备手术机器人，精准和微创是未来外科的发展方向。
（作者系山西医科大学第一医院神经外科医生）
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