中國科學院香港創新研究院亮相世界人工智能大會 展示機器人神經外科研究領先成果
        2023-07-08 18:54:38    上海證券報·中國證券網

        在7月6日到8日舉行的2023世界人工智能大會上,張江分會場展出了醫療領域人工智能的領先技術和成果。中國科學院香港創新研究院人工智能與機器人創新中心(下稱“創新中心”)首度攜機器人神經外科研究領先成果亮相世界人工智能大會。上證報記者在會場專訪了創新中心執行副主任、中國科學院自動化研究所研究員劉宏斌。

        創新中心在現場展示了劉宏斌與香港中文大學醫學院神經外科主任、外科學系名譽臨床副教授陳達明聯合研發的柔性內鏡機器人系統MicroNeuro。這是國際上首個可執行微創腦手術的機器人。

        在微創腦手術中,醫生使用這臺機器人,在顱骨上只要開鑿一個不大于5毫米的小孔,便可在增強現實技術(AR)的引導下,操作柔性機械臂安全地通過顱內彎曲的自然腔道抵達腦室深部并進行精準手術。


        【資料圖】

        腦部是人體最為復雜的器官之一,其結構非常復雜,手術難度大、風險高,對正常腦組織會產生很大損傷,往往是醫生和病人迫不得已的選擇。劉宏斌團隊曾粗略統計,除急診之外,我國每年的腦手術數量在每年8萬臺左右。

        “一旦手術的微創化進一步提高,腦手術不再產生這么大的創傷,更多腦手術將可以開展。按人類疾病統計來說,腦部的疾病占所有疾病的三分之一。”劉宏斌說。

        這臺機器人的問世突破了腦手術在微創范式下深部病灶難以通過直線路徑抵達、手術器械操作難度高且空間狹小等臨床痛點,實現了在最大程度避免腦組織損傷的同時,保證末端手術工具的亞毫米級控制精度。

        這臺機器人的問世,在機器人神經外科研究領域確立了香港的領導者地位和香港在世界醫療機器人研究領域的重要角色。2022年底,香港科技創新聯盟主辦了首屆“中銀香港科技創新獎”評獎活動,劉宏斌和陳達明憑MicroNeuro當選為人工智能及機器人領域獲獎者。

        劉宏斌介紹說,這臺機器人在三方面實現了技術領先。一是對于柔性器械的精準控制,手術探頭穩定、可控性高,同時又能在狹小空間內靈活拐彎。二是領先的手術導航系統和現實增強系統,讓醫生能夠有一雙透視眼,看到探頭在腦部進行了什么操作。三是機器人前端的視覺系統和腦手術AI大模型相結合,可以智能判斷手術情況,向醫生實時提供提示,解決了醫生使用傳統器械在腦部深處做手術容易失去方向感的問題。

        截至目前,樣機已完成三次尸體實驗,樣機正在做臨床試驗的前期準備,計劃今年下半年將推行技術的產業化。下一步,創新中心將進一步研發具有更多操作“抓手”的機器人,從而讓機器人能在人體的狹小空間進行更多操作。

        此外,創新中心還展示了面向手術全流程的AI大模型。例如,使用神經內鏡做微創手術時,人工智能通過訓練能夠理解神經內鏡得到的圖像含義,實時提供給醫生手術器械、解刨學結構等信息,給醫生的手術操作提供有效指導。

        劉宏斌說:“我們對醫護人員在手術前、中、后的動作信息進行采集,通過人工智能判斷是否符合標準,并生成文字報告,在防范醫療事故、醫療事故判定中發揮重要作用。”

        為落實中央支持香港成為國際科創中心的戰略目標,中國科學院于2019年在港設立首個國家級新型研發機構——中國科學院香港創新研究院,人工智能與機器人創新中心為其下設的兩大創新中心之一,由中國科學院自動化研究所(CASIA)牽頭建設。

        結合香港的優勢產業,創新中心確立了醫療、金融等作為與人工智能、機器人技術結合的重點行業。劉宏斌說:就臨床手術領域而言,AI大模型和機器人的底層核心技術一旦突破,在不同手術領域都能快速復制。就此次展出的腦手術微創技術而言,同樣能復制到很多使用內鏡進行的微創手術,也將帶來在人體其他狹小空間開展手術的可能性,開創微創手術的下一代手術模式。(劉怡鶴)

        (文章來源:上海證券報·中國證券網)

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