近日，ChatGPT引發人們對人工智能的高度關注，各行各業都在探討各自領域被ChatGPT取代的可能性，醫療領域也不例外，人們重新燃起了對醫療AI的興趣。
實際上，醫療機器人已經非常常見。據互聯網數據資訊網（IFR）的分類，醫療機器人可分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人和服務機器人四類。深圳中商產業研究院發布的《2022年中國醫療機器人行業市場前景及投資研究報告》顯示，2021年中國醫療機器人相關企業注冊量達20595家，同比增長40%。
近日，澎湃科技記者在海軍軍醫大學第二附屬醫院（上海長征醫院）（以下簡稱“長征醫院”）觀摩了一場達芬奇（Da VinCi）機器人手術，手術的主刀醫生是長征醫院泌尿外科主任任善成教授，他是亞洲第一例單孔機器人前列腺癌根治術的完成者。
達芬奇機器人被譽為“世界上最成功的手術機器人”，由美國微創手術儀器和技術先驅直覺外科公司（Intuitive Surgical，ISRG.US）研發和生產。目前，達芬奇手術機器人廣泛適用于普外科、泌尿科、心血管外科、胸外科、婦科、五官科、小兒外科等。
任善成告訴澎湃科技，目前，達芬奇機器人在手術中仍擔任輔助角色，是人在操作機械臂進行手術，而非機器自動進行手術。目前，遠程機器人手術已經實現了，預計3-5年內將會趨向成熟。“全自動手術當然是未來的一個方向，但我認為實現這個目標的道路還很漫長。一個重要的原因在于，每個病人都不一樣。未來比較可能的場景是，機器人自動做手術，醫生在旁邊監督，一旦發生問題，醫生就讓它停止，進行人工操作。”
機器人和人“合作”的手術
2月15日下午，長征醫院，泌尿外科主任任善成正在和達芬奇機器人“合作”進行一場根治性前列腺切除手術。這是他今天的第三位病人，一位66歲的前列腺癌患者。
醫生們正在進行術前準備工作。本文圖片：澎湃新聞記者 曹年潤前列腺位于盆腔的最深處，膀胱與尿道之間，手術暴露（指創造一個可以讓手術器械順利進入和清晰地顯露手術視野的空間）十分困難，且切除前列腺后還需要對膀胱和尿道進行吻合，因而難度很大。傳統的腹腔鏡長柄不可彎曲，而達芬奇手術機器人的機械臂可以360度旋轉，使得手術的操作可以更加靈活和精確。任善成從2012年開始使用達芬奇機器人進行手術，11年里，他已經和達芬奇機器人“合作”完成了2000多臺手術。實際上，達芬奇機器人是一種高級腹腔鏡系統，由外科醫生控制臺、床旁機械臂系統和成像系統三部分組成。手術中，任善成坐在手術無菌區之外的控制臺，距離病人大約2米，身體前傾，探頭看向控制臺三維高清內窺鏡，他的視野里，是病人腹內病灶位置的立體圖像，放大了15倍，任善成向澎湃科技記者形容，這種感覺“就像鉆到了病人的肚子里一樣。”
任善成并不直接和病人接觸，代替他的雙手進行手術操作的是機械臂。他用雙手通過兩個主控制器遙控機械臂，左腳踩腳踏板，控制三維高清內窺鏡的攝像頭，右腳踩腳踏板，控制手術鉗。
手術中有兩位助手醫生，其中一位主要負責在切除前列腺時輔助調整視野，用吸引器吸走血液和尿液，讓主刀醫生的視野更清晰，另一位則主要負責輔助縫合膀胱和尿道。“Hem-o-lock。”任善成通過麥克風發出指令，助手隨即就用Hem-o-lock夾完成了血管閉合。
助手醫生和器械護士在配合更換器械。由塑料膜包裹的部分是機械臂，助手醫生通過前方屏幕進行觀察。長征醫院泌尿外科醫生丁琦告訴澎湃科技記者，任善成和助手醫生之間的配合看上去很輕松，但實際上，這是他們磨合了幾千臺手術后才達成的默契。“（任善成）主任下一個指令，他（助手醫生）就知道應該在哪個位置操作，不需要主任告訴他在幾點鐘方向、怎么做，否則這場手術可能要3個小時以上。”大約40分鐘，病人的前列腺被完整切除下來。下一步是縫合膀胱和尿道，月牙狀的縫合針很流暢地穿過病人組織，但由于這位病人組織比較薄，縫合出現了一些困難，任善成嘗試了兩次，都沒有成功。他很快找到了原因，讓助手換了一根更細、更軟的線，完成了縫合，整個過程大約花了十分鐘時間。“以后像這種病人，都要用這種縫合線。”任善成向助手交代。
“縫合是它的優勢，”手術后，任善成告訴澎湃科技記者， “達芬奇機器人的‘手’特別靈活，尤其是在抓針縫合的時候，可以輕松地變換角度，就像把人的手縮小了一樣，而且它的‘手’很穩，每針之間的距離很均勻。”
迄今為止最成功的手術機器人
世界上第一臺達芬奇手術機器人誕生于1996年。2000年，達芬奇手術機器人正式成為第一個受美國食品藥品監督管理局（FDA）批準用于臨床手術的機器人輔助腹腔鏡手術系統。20多年來，達芬奇機器人已經經歷了四次迭代，在靈活度、精準度、成像清晰度等方面都大大提高。2014年下半年，研究者還開發了遠程觀察和指導系統，2018年，單臂達芬奇機器人問世。
據任善成介紹，長征醫院有兩臺達芬奇手術機器人，他這次使用的是第三代，另一臺是第四代。“機器人輔助手術已經不是新鮮事了，”任善成說，“上海有10-15家醫院都有機器人。”
研發和生產達芬奇機器人的美國直覺外科公司成立于1995年，在腹腔鏡手術機器人領域處于市場壟斷地位。自2000年上市以來，直覺外科公司的營業收入從2000年的0.27億美元增長至2021年的57.1億美元，其股價也從最初的6.02美元一度上漲至369.69美元（2021年11月，2023年2月25日股價為231.05美元）。直覺外科公司最新財報顯示，截至2022年12月31日，達芬奇系統的全球總裝機量已達7544臺，2022年達芬奇機器人全球手術量約187.5萬次，同比增長約18%。
2017年，上海復星醫藥（集團）股份有限公司（復星醫藥，600196.SH，02196.HK）與直覺外科公司合資建立了直觀復星醫療器械技術（上海）有限公司（以下簡稱“直觀復星”，達芬奇機器人被引入中國。據直觀復星統計，截至2022年8月，達芬奇手術機器人在中國的總裝機量接近300臺，總手術量超過32萬臺。
達芬奇機器人的成功，使全球涌現出一批挑戰者，但這條路并不好走，“下一個達芬奇”仍未出現。例如成立于2008年，曾號稱“達芬奇終結者”的加拿大明星手術機器人公司泰坦醫療（Titan Medical），瞄準了單孔腔鏡手術機器人賽道，計劃覆蓋歐洲和美國手術機器人市場。
然而，直覺外科公司也在這一領域進行了布局，2018年5月，FDA正式批準達芬奇單孔SP手術機器人適用的第一類手術——泌尿外科手術，搶占了先機。泰坦醫療公司卻未能成功將其產品推進上市，股價大幅下跌，三度面臨退市危機。2022年11月，泰坦醫療宣布出售公司，但出售也不順利。
全球企業增長咨詢公司弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan）的一份研究報告預計，未來，單孔內窺鏡手術機器人可能稱為新一輪的發展趨勢，并可能打破達芬奇機器人的市場壟斷。國內單孔機器人研發進度較為領先的企業包括深圳市精鋒醫療科技股份有限公司、北京術銳技術有限公司等，其產品均處于臨床階段。
“神話制造機”達芬奇機器人，究竟有何優勢？任善成向澎湃科技分析，對于病人而言，達芬奇機器人的手術創傷較小，還可以減小根治性前列腺切除手術的副作用，“切除前列腺后，會產生嚴重的并發癥。在以往的腹腔鏡手術后，有一半以上的病人會出現尿失禁，喪失性功能等，我現在可以做到讓幾乎百分之百的人都不產生尿失禁，性功能也保護得非常好。”
作為支付方，價格也是病人關心的因素。引入至今，達芬奇機器人的手術已經大幅降低。“達芬奇機器人手術已經納入了上海市醫保，可以報銷80%，最后病人只需自費6000元左右，所以病人的接受度非常好。”任善成說。
對醫生來說，達芬奇機器人手術操作更加便捷，醫生耗費的精力更少。“2018年，我用達芬奇機器人做手術，從上午9點做到晚上21點，一天可做7臺手術，不會覺得累。但如果做普通的腹腔鏡手術，一天最多做3臺，而且會覺得非常累。”任善成表示，從另一個角度來看，這對于延長醫生的職業年齡也大有裨益。
手術室里，人與機器的關系將如何發展？
在任善成的手術室里，氣氛看上去十分輕松，但這并非一日之功。“有好的武器，也要有好的士兵去用。操作機器人時，醫生的感覺也很重要，醫生要有在病人腹內做手術的思路，所以醫生的培訓很重要。”
任善成表示，醫生沒有觸覺反射是機器人手術中的難點。當手術鉗伸入病人腹部時，醫生不知道它觸摸的組織是軟是硬，也不知道抓到的組織究竟有多大的范圍，很難掌握操作的力度，這有可能導致醫療事故。
積累足夠經驗后，醫生往往可以靠視覺反射來彌補觸覺反射的缺失，即通過觀察組織的顏色、形態、質地、角度等的變化來判斷自己到底用了多少力氣。“這是一個醫生適應新的‘武器’的過程。原來做手術，醫生習慣手中有器械，心里有底，但機器人手術是無接觸式的，手上抓的東西和實際在病人腹內進行操作的東西不是同一個，需要一段時間去適應。”
任善成在控制臺進行操作。在機器人手術中，安全性始終是人們最關心的問題。“我們總是會擔心機器失控，因為人一般不會失控，不會刻意制造醫療事故。不過目前來看，這種擔憂并不會變成現實。”任善成說，目前，達芬奇機器人在手術過程中還只是輔助的角色，是人在操作機械臂進行手術，而非機器自動進行手術。“機器有一定的故障率，但很低，目前還沒有出現因機器故障而危及病人生命的例子。機器會發生的故障一般是卡住，我們可以人工調整，不會發生不受人為控制的故障。”人工智能在手術場景中的應用將通往何方？任善成表示，遠程機器人手術已經實現了。遠程機器人手術和近距離機器人手術的原理是一樣的，唯一的差別是信號的傳導。任善成手術室所采用的信號傳導方式是電線傳導，而遠程手術則需用衛星信號傳導，主要考慮信號延遲的問題。而5G時代，信號傳導的問題已經解決了。“我預計，3-5年內，遠程機器人手術會趨向成熟。”
“全自動手術當然是未來的一個方向，但我認為實現這個目標的道路還很漫長。”任善成分析，“一個重要的原因在于，每個病人都不一樣。人工智能最大的優勢在于學習，找到規律性，但全世界沒有一個人（的生理結構）和別人完全相同，這就導致人工智能不可能完全學到某種規律。比如它掌握了1000個人的信息，可第1001個人可能恰好就跟前1000個人都不一樣。”
任善成告訴澎湃科技記者，未來機器人可能可以自動完成一些簡單手術，但要完成一些復雜的手術，可能還需要很長一段時間。“比較可能的場景是，機器人自動做手術，醫生在旁邊監督，一旦發生問題，醫生就讓它停止，進行人工操作。”
(本文來自澎湃新聞
