微創手術科技的現在與未來:影像、機器人與人工智慧

 
2018/11/08 劉楷哲 | 秀傳亞洲微創手術中心研發與育成主任/承鋆生醫(MDTK)公司董事長     149
 
活動(演講)時間: 2018/08/25
 

科幻電影中常出現微小機器人在人體內穿梭冒險的情節;現代醫療科技進展快速,機器人進入人體的技術不僅可行,還可以成為醫師進行微創手術的好幫手。微創手術不只是機器人才能進行,藉由研發出如內視鏡等各種特殊器械,現在人體從頭到腳、由裡到外都能進行微創手術。

 

秀傳亞洲微創手術中心研發與育成主任劉楷哲提到,一個容易定義的方式,就是微創手術就是「傷口小的手術」。以前各科醫師雖能精準且直覺地運用傳統手術治療疾病,相較之下傷口範圍大,留院休養動輒近一星期,無形中增加了一些潛在的風險。相比之下,若同一手術目的能由微創手術來替代,其最大的好處是每次只開三或四個直徑約1 ~ 1.5公分的小孔,傷口和感染可能都較少,復原速度也會更快。

 

手術新面貌

 

微創手術發展至今大約30多年,醫師一直在學習與適應這項轉變。因此在1994年,法國的消化道癌症研究所(IRCAD)成立微創手術中心,專門進行微創手術的教育訓練與研究工作。

 

2008年,台灣的秀傳醫療體系與IRCAD合作,在彰化的彰濱工業區成立亞洲最大的微創手術訓練中心,以最新技術為醫師打造練習的環境。該中心的訓練與研究項目包羅萬象,從頭部神經外科、頸部甲狀腺、肺部腫瘤手術到腹腔、泌尿系統,甚至是運用關節鏡的骨科。

 

劉楷哲的研究團隊與該中心合作開發許多新技術和器械,也與法國微創中心同步共同擘劃微創手術的未來面貌。例如,若能在肚臍進行單孔微創手術,縫合後幾乎看不出手術痕跡;另外針對消化系統或婦產科疾病,也有機會透過整合內視鏡與手術刀的器械,從人體的自然腔道(口、肛門或陰道)直接進入治療。

 

醫師操作機器人來進行治療也是微創手術的發展面向。早在2001年,IRCAD便示範了一場遠距微創手術,醫師在美國紐約操作控制平台,透過專屬的頻寬傳輸訊號,遙控法國史特拉斯堡的手術機器人(由負責鏡頭和手術器械共四隻機械手臂組成),進行膽囊切除的微創手術。這創舉不僅拍攝成紀錄片,也登上了《自然》期刊。現在,該系列之手術機器人「達文西」已經是全世界醫院相當普遍的手術設備。

 

微創手術大挑戰

 

劉楷哲強調:「發展技術是為了增進手術品質,減少風險的發生。」只要是關乎安全的議題,大家都會相當關注。

 

全球微創手術技術的研發以自動化的飛機與自駕車為師,也就是透過感測器把人類的感知資訊告訴機器;這類研究分為三個面向:必須把醫師的想法傳達給器械、器械必須看得懂手術內容,並透過設計完善的視覺、機構與器械來達成上述目標。

 

台灣承鋆生醫(MDTK)公司與台灣及法國的微創中心目前也在合作研究未來的開刀房,包括數位立體影像、個人三維資料、術中掃描、機器人協助與導航系統都將整合進開刀房。未來任何電腦斷層掃描與核磁共振影像都能建立三維模型,手術都是3D畫面,並且根據病人差異客製化,以提供醫師最直覺的手術導航。

 

把影像技術與機器人整合,便能讓手術器械讀懂影像以進行判斷。另外,人工智慧(AI)除了應用在診斷,劉楷哲認為未來也有機會應用在手術機器人上,只不過「我們是否願意讓機器人為我們開刀,則是另一個值得讓人深思的問題。」

 

延伸閱讀

奈米機器人當醫生,《科學人》雜誌2015年6月:

http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=featurearticles&id=2734