1980世纪XNUMX年代，医疗机器人首次进入普通外科领域，当时腹腔镜手术工具实现了微创手术，减少了切口大小并缩短了恢复时间。这些早期系统扩展了外科医生的手术能力，彻底改变了外科手术的格局。
如今，人工智能 (AI) 正在引领手术室精准控制的新时代。然而，尽管取得了这些进展，机器人系统仍然局限于某些手术，导致大多数手术仍依赖于传统方法，许多患者无法享受到更佳的一致性和手术效果。
随着医疗技术的不断发展，手术机器人中的人工智能应用如何扩展以在更广泛的层面上改变医疗保健？
由...推动 增加机器人风险投资资金 以及过去五年的数字化转型，机器人行业市场表现快速增长，且没有停止的迹象。今年早些时候， Nvidia公司 宣布将加大对机器人研发的投资，这标志着机器人技术未来的积极转变。大型企业在机器人领域的类似投资将通过数据收集和机器学习进一步推动机器人技术的发展，同时提供额外的资源和洞察。
手术机器人行业的领导者，例如 Intuitive Surgical、Medtronic 和 Stryker，都已率先在各种手术中应用机器人辅助手术。自 2000 年推出用于普外科手术的达芬奇系统以来，Intuitive Surgical 不断迭代其机器人平台，将其服务扩展到心脏外科、减肥外科、妇科和胸外科等。随着机器人辅助手术的大规模应用，手术机器人的普及速度也持续加快。仅在 2012 年至 2018 年间，机器人辅助手术的数量就大幅增加 738% 在普通外科手术中。
展望未来，手术机器人拥有更大的市场潜力，预计到2026年增长至14 亿美元 – 高于 10 年的 2023 多亿美元。这主要归功于机器人手术程序的普及、自动化和数字技术的进步，以及旨在提供利用人工智能力量的尖端医疗解决方案的新参与者。
深度科技建立在学科交叉的基础上，融合了人工智能、量子计算、生物技术和机器人技术等多学科技术，开启了科技新纪元。在机器人手术领域采用深度科技的初创公司正在为未来创造创新解决方案，这一点在医疗科技发展中得到了体现，它能够改善患者获得关键医疗护理的途径。随着深度科技的发展，未来手术过程可能完全自动化，只需极少的外科医生协助，就能显著扩大治疗的可及性。
手术机器人领域的新兴深度科技可以对全球产生持久影响。全球 三分之二 约有 5 亿人无法获得外科治疗，这些由人工智能驱动的新模式可以扩大普遍获得外科治疗的机会，缩小外科护理差距。
人工智能革新并改变了我们与不同技术以及彼此互动的方式。过去五年来，人工智能带来的变革加速了机器人技术的发展，并在包括机器人手术在内的不同领域创造了更多人工智能应用。
以下是人工智能产生快速而深远影响的三个基本方式：
技术正在改变我们与周围环境以及人与人互动的方式。具身人工智能（embodied AI）包括自动驾驶汽车和人形机器人，是人工智能与物理系统的融合，用于在现实环境中执行复杂任务。当具身人工智能应用于手术机器人时，它有可能对增强外科手术护理和改进现有技术产生深远的影响。然而，具身人工智能需要大量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能力，并提升数据驱动的洞察力。直到最近，获取大量训练数据的渠道仍然受到一定限制；然而，随着业界持续投入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，并不断改进具身人工智能的功能。
基于人工智能的系统可以在几秒钟内吸收并理解大量信息——远超人脑。通过利用大型数据集训练机器，数据驱动的洞察甚至可以在外科医生踏入手术室之前就为手术决策提供信息。人工智能驱动的训练模拟可以显著提升外科医生的获益，因为基于数千例手术的数据集进行训练，不仅能为外科医生提供趋势和技术，从而提供更佳的患者体验，还能让他们在进入手术室之前做好准备，理解罕见或复杂病例的复杂性。这一过程可以显著加速并缩短外科医生在训练中达到最佳手术水平所需的漫长学习曲线。
当应用于实时成像和可视化技术时，人工智能驱动的数据还可以增强外科医生在手术过程中的决策能力。通过为外科医生提供在手术过程中调整手术计划的洞察力，基于人工智能的系统可以帮助外科医生实时优化技术和方法。通过人工智能驱动的成像系统，外科医生可以获得先进的成像分析和手术部位的实时3D“地图”。这些增强叠加层可以让外科医生更深入地了解手术区域，并获得手术技巧的实时反馈。机器人手术平台处于将这项技术集成到手术室的前沿，旨在提高手术精度和疗效。
此外，通过持续提供术后反馈，基于人工智能的系统可以为外科医生提供关于其手术表现的宝贵反馈——突出其优势和劣势，并提出具体的改进策略。此类平台还可以根据每位患者的病史和特定手术的数据分析推荐新的治疗方案，并为外科医生提供更多信息，从而改进后续治疗。因此，人工智能平台有潜力通过人工智能反馈回路，吸收和调整整个手术周期（术前、术中和术后）的手术反馈，从而提高外科医生的精准度和手术表现。
由于外科医生获得顶级机会的渠道不同，从项目地点到获得外科指导，他们的个人外科技能也往往存在差异。例如，眼科领域的学习曲线非常陡峭。平均而言，至少需要 15年的培训和手术经验 达到眼科医生的巅峰水平。随着人口老龄化加剧和外科医生数量的减少，我们需要一种新的解决方案来缩短外科医生的培训周期，并实现所有眼科医生护理的准确性和精确度的标准化。
除了缩短外科医生的学习曲线并使其更快达到最佳水平外，将人工智能平台引入手术流程还可以提高准确性和精确度，并可能改善不理想的手术结果。机器人平台的半自主和日益自主的功能可以消除外科医生自然的手部震颤，提高整体的精确度和准确度，从而改善临床结果。此外，人工智能系统能够识别独特的解剖结构，并确定切口和其他手术步骤的精确位置——尤其是在复杂的手术或解剖区域——这可以通过提高对解剖结构的空间感知能力，显著降低外科医生的失误率。因此，所有使用人工智能系统的外科医生都将能够提供始终如一、更精准的护理。
当融入手术过程时，基于人工智能的机器人平台可以提供宝贵的见解，从而增强患者和外科医生的整体体验。
人工智能将继续在未来医疗保健领域发挥重要作用。将先进的人工智能技术融入我们的医疗服务（例如电子归档、诊断、健康监测和追踪以及外科护理）势在必行。如此一来，我们就能提升患者和外科医生的整体体验。
在机器人手术领域，人工智能正在加速技术变革，并助力患者获得持续、高质量的治疗。机器人技术的进步，加上人工智能和自动化，将持续催生新的应用，创造更高水平的标准化护理，并将医疗质量和可及性推向新的高度。
作者：ForSight Robotics 联合创始人、总裁兼首席医疗官 Joseph Nathan 博士
