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如今，数字技术已经深入到人们生活的方方面面。在医疗领域，近年来，各种疾病的诊治、临床研究、药物开发等在与数字技术融合后取得了长足的进步。不久前，随着 ChatGPT 席卷全球，以人工智能和大数据为核心 如今，数字技术已经深入到人们生活的方方面面。在医疗领域，近年来，各种疾病的诊治、临床研究、药物开发等在与数字技术融合后取得了长足的进步。不久前，随着 ChatGPT 席卷全球，以人工智能和大数据为核心的数字技术正掀起新一轮工业革命浪潮，医疗产业也将揭开新篇章。 在此背景下，7 月 28 日，以“新范式 新场景 新势能”为主题的“2023 首届中国数字医疗大会暨中国医药教育协会数字医疗专业委员会成立大会”在北京拉开帷幕。 据悉，大会由北京市科委、中关村管委会指导，中国医药教育协会、北京陈菊梅公益基金会主办，中国医药教育协会数字医疗专业委员会、解放军总医院第一医学中心、清华大学附属北京清华长庚医院、清华大学出版社和中国信息通信研究院云计算与大数据研究所承办，远毅资本、菊梅睿研、澍和医学、昌发展&中关村生命科学园、H50 健康界等协办。 （来源：CDHC） 此次大会汇集了多位中国科学院院士、中国工程院院士，以及众多相关学科的领军专家学者，他们围绕技术、产品和临床应用转化等多个层面，共同探讨了数字技术在医疗领域的发展前沿、临床创新范式、政策监管走向以及产业投资布局等多个议题。 会上，华中科技大学同济医学院附属同济医院副院长唐洲平进行了“微创手术机器人治疗脑出血”主题演讲；会后，唐洲平教授接受了生辉的采访，围绕脑出血治疗领域的研究现状、面临挑战以及未来趋势等多个层面进行了分享解读。 ▲图｜华中科技大学同济医学院附属同济医院副院长唐洲平（来源：CDHC） 唐洲平是华中科技大学同济医学院附属同济医院二级教授、主任医师、博士生导师，兼任中华医学会神经病学分会第八届委员会专家学组（感染性疾病与脑脊液细胞学组）委员、中国医师协会神经修复学专委会副主任委员、中国卒中学会理事、中国卒中学会脑出血微创治疗分会主任委员、湖北省卒中学会副会长、武汉医学会神经内科分会副主任委员等职务。 此外，唐洲平教授还领衔创办了英文刊 Brain Hemorrhages，并担任执行主编。Brain Hemorrhages 是全球唯一一本专注于脑出血研究的专业英文期刊，主要报道脑出血及其相关领域的研究进展、创新成果，旨在为神经科学、神经病学、影像学、人工智能、机械、医工交叉及相关专业的学者搭建国际化学术交流平台。目前，期刊已被 DOAJ、SCOPUS、CAS（美国化学文摘）、EMBASE 等数据库收录；2023 年 CiteScore 为 2.4，位于 Surgery 期刊的 Q2 区。 截至目前，他已发表论文 300 余篇，其中 SCI 论文 90 余篇，曾主持国家自然科学基金重点项目及面上项目 7 项，获得发明专利 5 项，此外他还作为第一完成人获“2019 年湖北省科技进步一等奖”。 提出脑出血微创手术机器人“多源感知融合与智能抽吸控制”创新理念 脑出血（ICH）是致死率、致残率最高的一种脑卒中亚型。根据全球疾病负担研究项目（GBD）2019 的数据显示，全球每年有 341 万新发脑出血患者，导致约 289 万人死亡；2019 年，国内新发脑出血 85 万例，国内脑出血发病率与死亡率均显著高于世界平均水平，为家庭及社会带来沉重负担。 研究表明，颅内血肿的“占位效应”及其释放的“毒性成分”是导致脑细胞死亡的主要机制。“血肿在颅内存留的时间越长，患者的预后越差，因此，尽早清除血肿并减少医源性损伤再出血是脑出血治疗的关键。”唐洲平说道。 先前针对脑出血常规的治疗方法是开颅手术，但这种方式创伤大、疗效不确切。相较之下，微创手术是一种更优的治疗方式，但是也存在血肿清除不彻底，可降低死亡率，但是难以改善预后等不足。“微创手术虽然可以显著降低脑出血的死亡率，但尚不能降低脑出血的致残率。”他指出。 如今，随着技术进步和材料创新，针对脑出血的治疗，在唐洲平看来，“目前最具潜力的是微创手术机器人。”相较于其他治疗手段，微创手术机器人优势主要体现在以下 3 个方面。 其一，手术操作更为精准。通过 AI 技术实现手术路径的最佳规划以避开大脑中重要功能区和血管等，而这在以前难以实现。 其二，手术过程对脑组织损伤更小，“比如，我们团队新研发的微创手术机器人自带内窥镜系统，能够实时观察血肿的变化，实时感知手术中每个需要监测的指标从而实时调整治疗策略，对脑组织的损伤实现最小化。”他指出。 其三，基于大数据自我学习。“例如，有 10 万例脑出血患者的治疗数据，我们可以让微创手术机器人基于这些大数据进行自我学习，进而在治疗患者时能够根据大数据的学习推荐出一种最佳的手术治疗方案。”他解释说，“数据驱动影响决策，在临床医生自身经验的基础上辅以人工智能的助力，即‘经验+智能’将大幅提高手术效率。” “总的来说，未来我们开发微创手术机器人将着重围绕这些方面发力：精准定位，规划路径；智能抽吸，减少损伤；基于大数据为每位患者推荐个体化的最佳治疗方案。”唐洲平说道，“目前，我们已经开发出脑出血微创手术机器人样机，随着产品的不断迭代升级优化，未来将造福更多患者。” ▲图｜三款已商用无框架立体定向机器人（来源：Annals of Biomedical Engineering） 聚焦“脑出血微创手术机器人”，唐洲平介绍了国内外的研究现状。目前，脑出血手术机器人主要可分为“无框架立体定向机器人”和“针式机器人”两类。 以无框架立体定向机器人为例，由法国手术机器人公司 Medtech 研发的 ROSA Brain，为国内首款获批的神经科手术机器人，主要用于脑深部电刺激（DBS）、立体脑电图（SEEG）、活检，以及脑出血的血肿清除。与传统的立体定向框架辅助手术相比，ROSA Brain 可以缩短手术时间和术后拔管时间，降低感染和再出血的风险并有助于神经功能的恢复。 据介绍，由海军总医院与北京航空航天大学联合研发的睿米（Remebot）手术机器人，是国内首款获批的国产神经外科机器人，关键部件均实现国产化，生产和使用成本低，也是目前唯一能通过 5G 网络实现高精度远程手术的神经外科手术机器人，还可融合 CT 和核磁影像，通过观察患者头部多模态影像，规划最佳手术穿刺路径，精度可达 0.5mm。 另外，由华志微创、清华大学及海军总医院承担的国家“863”计划研发成果转化而来的华志 CAS-R-2 手术机器人，是国内最早实现具有完全自主知识产权的神经外科手术机器人，拥有五自由度机械臂，可实现 3D 实时手术规划，协助医生精准定位病灶。 对于现阶段脑出血手术机器人面临的挑战，唐洲平表示，“手术机器人可提供辅助定位，但穿刺过程仍需要手动执行且穿刺过程不可视，难以保证穿刺的安全性与精准性，同时，目前颅内环境缺乏感知手段，难以最大化清除血肿，且无法精准调控血肿抽吸参数，难以实现颅内压的平稳降低。”他指出。 “针对现有不足，我们提出了‘脑出血微创手术机器人多源感知融合与智能抽吸控制’的设想。”他说道。具体而言，新型多通道微创手术机器人将采用“刚柔软一体化”设计，刚针定位、柔针穿刺、软管抽吸，并集成多种传感器（比如颅内压监测、微出血检测以及内窥镜图像），穿刺过程实时可视化，通过多源信息融合引导机器人自律穿刺，颅内环境多源感知并做出血肿智能抽吸决策，从而实现血肿的个体化精准清除。 ▲图｜微创手术机器人感知能力的五个阶段（来源：Annals of Biomedical Engineering） 在唐洲平看来，“感知能力是手术机器人的技术核心。”感知能力大体可分为五个不同的深度和层次，由低到高依次为：基本感知、局部动态感知、全局动态感知、多模态感知，以及人机共融感知。“现有手术机器人大都处于第二层次，已经实现局部动态感知。相信随着机器人技术和人工智能技术的发展，未来将实现‘人机共融感知’这种更高层次的感知方式。”他说道。 （来源：Annals of Biomedical Engineering） 围绕脑出血微创手术机器人的研究现状和未来展望，唐洲平和团队撰写的综述“Surgical Robotics for Intracerebral Hemorrhage Treatment: State of the Art and Future Directions”已发表在美国生物医学工程学会官方期刊 Annals of Biomedical Engineering 上。 “机器人辅助手术是未来脑出血微创手术的重要发展方向之一。针对现有的不足，我们首次提出根据患者基本状况、患者实时颅内血肿影像、颅内压实时变化、再出血情况，通过大数据深度学习，制定个体化智能抽吸参数，以实现颅内压的平稳降低，达到血肿目标残余量，降低脑出血患者致残率、改善术后生活质量；未来，我们将通过随机对照试验验证脑出血智能微创手术机器人的疗效，改写脑出血诊治指南，达到 1 级推荐、A 级证据。”唐洲平说道。 围绕脑出血的治疗进行“全链条布局” 早在 20 年以前，当时针对脑出血主流的治疗方法是开颅手术。“开颅手术对于脑出血患者的生存率和生存质量其实并不理想，给家庭和社会带来沉重的经济负担，而这对我们神经外科医生来说也是一个巨大的挑战。”唐洲平表示。 微创手术为脑出血患者带来福音，包括硬通道、软通道、神经内窥镜等。“微创手术的核心在于，植入大脑中的通道很细（仅为数毫米），对神经系统的损伤较小，挽救了数百万患者的生命，也提升了患者的生存质量。”他说道。 “与此同时，包括开颅手术和微创手术等脑出血的治疗方法难免会对脑组织造成损伤（导致神经元细胞坏死），对此，我们采用干细胞移植、细胞重编程等技术进行修复。”唐洲平介绍道，“具体而言，星形胶质细胞是脑组织中分布最广泛的一类细胞，我们通过小分子化合物把星形胶质细胞重编程为神经元细胞，来替代那些坏死的神经元细胞。” “与此同时，我们正在开发脑机接口技术来重建患者的神经环路。例如，脑卒中患者往往无法说话和运动，其主要原因是由于神经环路被破坏，脑机接口技术则通过在大脑之外重建神经环路来促进患者的康复。”他说道。 整体而言，针对脑出血的治疗，唐洲平团队进行了全链条的布局。“早期，首先通过微创手术或微创手术机器人进行血肿抽吸；亚急性期，通过干细胞移植或星形胶质细胞重编程替代坏死的神经元细胞；恢复期，通过脑机接口技术重建神经环路，让每位患者都能得到康复。这也是我们的一个愿景，现阶段正在全力推进中。”他介绍道。 ▲图｜唐洲平团队（来源：受访者） 数十年来，唐洲平和团队长期从事脑出血治疗领域的临床研究。“就目前而言，脑出血微创治疗的地域差异性非常大，经济发达的地区往往能够吸引到更为优质的医疗资源。”他指出。 围绕如何更好地将微创治疗推广渗透到全国基层医院以触达和救治更多患者，唐洲平表示，“前不久，‘中国卒中学会脑出血微创治疗分会’正式成立，该‘分会’的重要使命之一就是克服和打破不同地域之间脑出血手术治疗不同质的现状。” 据介绍，该“分会”旨在加速和强化国内基层医院规范化脑出血微创治疗技术的推广应用，满足临床对脑出血微创治疗专业人才的需求，进一步提高临床技术水平和疗效，让脑出血微创治疗更加标准化、规范化和精准化。 “我们计划构建一个全国脑出血数据中心，还将建立‘全国脑出血微创治疗工程百强县’，在全国县乡建立标准的脑出血微创治疗中心，编纂脑出血微创手术治疗教材，为更多医生提供标准化培训，进行统一考核，从而让不同地区的医生具备同样的手术操作水平。此外，我们还将开展大规模临床试验，改写中国乃至世界脑出血微创治疗指南。”他说道。 “作为一名临床医生，我最大的心愿是让每位脑出血患者都能得到最优的治疗，实现最好的治疗效果。”他总结道。