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开讲啦北京积水潭医院院长田伟演讲稿:用智能医疗点燃生命的希望

 仰止无疆 2020-04-18
医学是如何一步步发展至今的?

很高兴今天有这个机会,跟大家讲一讲我们医学的进步。从古到今,我们的医学历史的进程,最开始是原始部落的时期。那个时候,人对自然的认知是非常少,也是最崇拜自然的。人不知道病是怎么来的,那他们想象,可能是上天对自己的惩罚,也可能是鬼神作祟,让我得病。那么可想而知,当时疾病也不认识,治疗的方法也很少,所以当年治病实际上是祈祷上天对自己的原谅,祈祷上天能够有力量把鬼神驱走。所以当年那个时代,我们可以把它叫做“医巫同源”的年代。

但是随着医学的发展,好多具体的技术就被慢慢地找寻出来了。开始吃一些自然的草药,后来就能把草药进行配伍,制成一些药酒。这个时代,医生的技术慢慢起到作用了。春秋战国时期,有一个很著名的大夫,我们大家都知道,他叫扁鹊,他医术很高,这个扁鹊,有一个很重要的原则,就是信巫者不医。就是如果你信巫术,跟念念咒语就治好的人,你别来找我。说明什么呢,那个时候医术已经使医生建立了强大的自信,医生的个人技术,是我们老百姓非常崇拜的一个对象,我们就相信神医。但是随着我们远古的流程,大家尊医,因为他是神,后来又是因为他有技术,我们认为他是一个好大夫、名医,我们也尊重他。但是随着科学知识的普及,事情在发生变化。

我们大家都知道,现代外科的发展是从西方起源的,技术的不断向前发展,就推动了外科技术的革命。但是各种各样的外科手段发明出来以后,我们发现有一个伴发的问题,就是越来越多的手术开展了,同时也带来越来越多的风险。因为任何手术,你可能都不能够百分之百地去控制它。手术做得越多越复杂,你的控制能力就越差。在1964年世界医学大会上,做出了一个非常重要的宣言,叫《赫尔辛基宣言》,里边一个重要的内容,就是我们今天在手术中用到的,叫“知情同意”,因为手术我刚才说了,有很多的风险潜在存在。那么这样一种西方人的直线性的思维方式,对我们东方人来说,是一个非常巨大的,难以接受的刺激。

那么在八十年代,我自己就直接经历过这样的一个事情。因为当时我母亲得了一个病,身体长了一个肿物了。那么医生把我叫去,说你要签知情同意书,她长了一个东西,我们会很小的一个切口把它切下来,赶紧送病理检查,看看它是良性是恶性,如果良性,我们就缝上,手术就结束了,任何危险也没有,但是如果恶性呢,那我们手术就要改方案,我们要把身体的,很多的周围的组织都要切掉,还要把重要的神经血管,那附近的旁边的淋巴结都要清扫掉。这时候我就要跟你说了,这个手术很大的危险,那让你去签字,你是同意呢还是不同意?让你来决定她的生死,这个生死实际上你又决定不了,但是说我能不能选择不手术呢?人说不手术,任何治疗的机会都没有。所以知情同意这样的一个事情,看似很合理,但是作为病人和病人的家属来说,是一个巨大的痛苦。所以那时候我就在想,能不能有一天我们的技术,能够百分之百的准确?我们不再出现这种意外的可能,那我们就没有必要再签这个知情同意书,病人和家属就没有必要承担这样巨大的心理压力。所以这样的一个理想,看起来好像是一个简单的愿望,实际上是非常难的。

在进行了大量的研究以后,我们自主研发的导航设备从五到六毫米的一个准确度,下降到了亚毫米级。

我们作为骨科医生来说,非常困难的一件事儿,就是我们如何从骨头的表面,或者从皮肤的表面,我们就能知道它内部,三维空间,我这螺钉应该固定在哪儿。因为骨头深部有很多重要的神经血管,特别是在脊柱这部分,如果你一旦钉不准,碰到血管,大出血死了;碰到神经,瘫痪了。那么这就造成了我们医生和患者在得到大量的受益的同时,又开始面临更多的一些危险。这个时候,我们就会需要什么呢,有没有超越人的能力的东西出现?

那么机器人、智能技术,就开始出现在这个世界上了,给我们展现了一个新的曙光,这也就是说我们医学,就会发展到智能辅助的阶段。比如说导航大家可能就很熟悉了,全球定位系统,北斗卫星导航系统,这都是导航,它通过天上的卫星组成星座,然后来进行定位,我们就能够跟地面的地图,把它匹配起来,就告诉我们走到哪儿。它是一种两维的、平面的这样的一种导航的设备。那么在医学领域上,它必须要非常精准,而且需要在三维空间中定位。在1997年,这种医学上用的导航就被发明出来了。这个导航实际上也是一种功能性机器人,它替代了人的视觉,我能透视看到里边,知道这位置在哪儿。2002年的时候,这个导航设备就引进到中国,但是我们都发现,这个机器实验室里边说得很好啊,工程师测定得也非常准,都能达到亚毫米的精度,怎么一到临床应用它就不行?我们就找到了北京航空航天大学,大家就说,我们能不能造一个比这个东西强的,用机械来进行引导。所以从2002年开始,我们就在这个智能技术开始做两条路的探索,一条就是导航,我们怎么解决它临床精度问题;一条就是我们能不能研发出来,我们三维空间定位的一种设备。我们进行了大量的研究以后,就使得这样一个导航的设备,从五到六毫米这样的一个准确度,下降到了亚毫米级,就是说完全能够临床应用了,这对临床医生的帮助是非常非常大的。

新研制的机器人导航设备让一个本已丧失希望的九岁小男孩重新站了起来。

当时有一个九岁的小男孩儿,他得的是一个上颈椎的先天畸形,他的结构长得跟别人都不太一样,那么你要是找到这个固定的位置,用我们过去的那些传统方法,就非常危险和困难,所以他在全国走了很多家医院,没有任何一个大夫,说能够给他治疗,所以他最后就来到积水潭医院。这时候这孩子病情已经非常严重了,当我看到他的时候,是父母一人拎着他的脖领子一头,从门外给提(溜)了进来。然后俩人就完全绝望的状态,他说我知道我找你也没用,因为大家都说没用了嘛,但是积水潭都说是最好的医院,我还是想最后试一试。他说你们能有什么办法?我说我们现在有一种机器人导航,它能够帮助你解决这个问题。然后我们就用这个机器人导航的方法,把他这个手术做了,因为最难就是找那个地方,那么有导航,它就能够在三维空间找到这个位置,所以手术很顺利地完成了。

过了几个月,我记得是冬天,正在下大雪,我在那儿看晚间门诊,然后那个护士就说,来了两个农村的人,非要见你,看完病我一看,就是这老两口,他还带着他那孩子。他说我们就是来感谢你,他说一个我觉得是,绝对不可能有希望的,这样的一个孩子,治得很好,让你看看他能跑能跳,现在上学也非常好。他说这就是我们一家的救命恩人。就是你会感觉很震撼,你的这个智能技术的进步,使我们医生,在过去已经没有办法进步的情况下,又向前走了一步。使得过去做不了的手术变成可做,能够直接给病人和家属带来一个新的希望。所以这个对医生的震撼是非常强烈的。

通过几千次试验研制成功的“天玑”手术机器人,让世界为之震撼。

这也是我们所有做医生的心里最终的期望。我们刚才说了,我们导航做到这儿,就发现它还有解决不了的问题,为什么?导航这种设备,它必须是人手持的,它要你在这个皮肤表面去找,这个具体的位置在哪儿,这个过程很麻烦,而且一旦找到了以后,你能一动不动地待在这儿吗?如果你回头再拿别的工具,回头又得重新找,即使找着了,如果是一个特别狭小的地方,你一点都不能有偏差的时候,人的手会哆嗦的,他怎么也不可能一丝一毫都不动,所以导航解决不了这个问题。那我们就回头,我们研发机器人怎么样?当时想到的一个途径,就是做一个机械装置,我把人看成一个钢体,把这个机器固定在人身上以后,我就决定了我的A点在哪儿,那你要找到那个B点,我可以通过计算的方法,让这个机械臂移动到B点去。这个想得很好,但是实际上,我们机器人做出来以后,就发现有很大的问题,一个是人不是钢体的,他会发生一些微小的移动在手术中。那A点到B点的这个理论,就失去它的基本的一个根据了。第二个你从A运动到B的时候,医生看不见,它说我到了这B点了,你哪知道它到没到呢?医生是很恐惧的,对这样的一个设备。

所以那时候我就想,我们正好做两方面研究嘛,我说我这个导航能够全过程地观察它的三维空间的位置,但是我就控制不了这个动作。你那个机械臂,它能控制动作,这过程它都看不了,我说咱们能不能把它们合在一起?那工程师说不可能,说全世界没有这俩能合一起的。我说那咱们得试试,你不尝试怎么能知道不行呢?从我们临床的角度觉得这是最好的一种方法。那么大家就经过反复地试验,工程上要解决很多问题。它解决得觉得很好的,到临床一看完全又不一样,跟我们想象的,所以又重新返工。大概也得有两千,将近三千次这样的失败,我们最终成功地制造出来了,第三代的这个机器人,我们命名它为“天玑”。确实在世界上,它是一个最先进的这样的一个设备,就是用导航引导机械臂自动定位。这样的一个机器人,可以说在世界上是独一无二的。

我们看一看,这样一个机器人的一个实际的运作的过程。这个是做影像扫描的一个机器,那么扫描大家就可以看到,是这样的一个图像,那么医生就可以设定这个螺钉的位置了,在这个三维空间,这在过去是不可能的。那么设定好以后,这个机器人就会按照你设定的这个螺钉的位置,自动地在皮肤表面把这个位置找到,然后进行定位。找到这一点以后,那么我们就可以不用直接看到骨头,在皮肤表面,我们就很小的一个切口。过去要做这样的手术,必须切很大的切口,把骨头都得暴露出来,然后在表面再猜这个位置在哪儿。那么有了这样的机器以后,它就会接着放一根导针,打到骨头里边去,然后用钉子顺着导针,把它固定进去就可以了。这是我们医生很久很久的一个愿望。

那我们又遇到了一个病人,他也是上颈椎畸形,然后也出现了身上瘫痪的症状,他的这个畸形,比那小孩儿还要严重,因为他上颈椎,除了长得乱七八糟之外,一边根本就没发育出来。那么对于这样的病人,真的过去是没办法,然后我们就用“天玑”机器人,给他做了这个定位的规划,第一次由一个机器人,按照你的规划,自动地运行到了一个你不可能探寻的部位,然后我们把螺钉打进去。大家可以看到那两个箭头,指的是两个血管的影子,这个螺钉正好在它中间穿过去的,是非常震撼的,我们用机器人帮助我们实现了一个不可实现的手术。

这个病例,我们在脊柱外科最权威的杂志,叫《Spine》,在世界上我们做了第一例的报道,引起了世界的轰动。说我们中国人造的一个机器人,能够辅助医生做这么样的复杂的一个手术,大家很震撼,中国人在这个智能辅助领域,地位迅速地增高,我自己也被选为国际计算机辅助骨科学会的主席,这是第一次有中国人能够承担这样的一个职务。在我内心深处来说,我是觉得我当初有这样的一个理想或者想法,希望我们有一天技术能够精准到,我们不用再去填写这个知情同意书,不让病人和家属受这样的磨难。那么今天有了这样的一个先进的技术在不断向前发展,我们已经看到这个曙光。我是相信在未来,这一天一定会实现。谢谢大家。

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