人工智能辅助手术系统对医院外科手术的影响与应用研究

导读：研究AI智能辅助手术系统对医院外科手术管理体系的影响与应用。选取2015年3月-2017年3月在医院进行治疗的126例胃癌患者，将其均分为采取传统手术进行治疗的对照组、AI智能辅助手术系统辅助进行治疗的研究组，对两组患者手术时间、手术切口长度和术中失血量等手术指标、不良反应的发生概率、治疗前后患者VAS评分以及生活质量水平进行记录分析。研究组患者的手术时间明显短于对照组患者，研究组患者手术切口长度和术中失血量明显小于对照组患者；研究组生活质量高于对照组（P＜0.05），研究组并发症发生率明显低于对照组（P＜0.05）。AI智能辅助手术系统应用于外科手术中，能够有效改进手术管理的效果，降低患者出现并发症的风险，提高预后患者生活质量的水平，可以在临床上推广应用。

AI系统是一种将计算机作为运作工具，模拟人类行动，来完成目标的一个新型系统。将AI系统应用于医学领域，能够让进行手术的医疗人员在手眼协调上一个更高的水平，在临床上的应用也比较广泛，心血管、泌尿科等都包括在内。经过近几年的探索，该系统在胃癌治疗领域也有了较大的进步，国内外一些医疗研究结果证明了该系统在辅助治疗时的一些难题。胃癌是医院外科常见的疾病，而达芬奇系统是由美国公司研发的典型AI系统，因此以达芬奇系统对胃癌手术的影响为典型案例，研究AI对外科手术管理的影响，具有较好的代表性及典型意义。将AI辅助手术系统（主要是达芬奇系统）在胃癌中的应用作为典例，选取部分在本院进行治疗的胃癌患者。

资料与方法

一般资料选取2015年3月-2017年3月进行治疗的126例胃癌患者，按照随机数字法将其均分为对照组、研究组，每组患者63例。纳入标准：经诊断患有胃癌的患者；年龄不小于18周岁的患者；进入此次研究前未进行过胃癌手术的患者；身体状况耐受手术的患者；肝肾等重要器官不存在功能障碍的患者；知情并且而同意本研究的患者。排除标准：存在两次及以上此类型手术史的患者；不满18周岁的未成年患者；存在意识障碍，不能自主进行配这治疗的患者；癌肿发生转移的患者。其中，对照组男性患者33例，女性患者30例，年龄25～55岁，平均年龄（37.8±4.6）岁；研究组男性患者27例，女性患者36例，年龄24～56岁，平均年龄（37.9±4.7）岁。所有患者的一般资料具有可比性（P＜0.05），同时经过医院伦理委员会批准。

方法

对照组治疗方法对照组患者进行传统的胃癌治疗手术，主要包括腹腔镜手术以及开腹手术，可根据患者的实际情况进行选择。

研究组治疗方法让患者仰卧，对患者进行全身麻醉，麻醉方式为静脉以及气管插管复合麻醉，将患者的头抬高，约比起足高30°左右，患者身体右倾15°左右。按照AI系统的说明书对摄像头进行调试，准备无菌套、机械臂套以备用。在靠近脐孔的地方（根据患者的身高、体重等因素，选在具体位置是在脐孔的上缘还是下缘），切口长度不宜过大，进腹的方式选择开放式。将长度为12nlm的戳卡置入其腹中，当作摄像孔。建立CO2气腹，将压力设定在12.5 mmHg。将摄像头置入，利用腹腔镜进行监视，将达芬奇专用的8mm戳卡（一般情况下，数量为3个）以及1个普通的12nun戳卡（作为助手孔）在患者左锁骨的中线位置。其中，1号专用戳卡放在距左腋前线肋缘2cm的下侧，稍内侧也可以；2号专用戳卡放在距右锁骨中线肋缘2cm的下侧；3号专用戳卡则放在距右腋中线肋缘2cm的下侧。对台车(patientcart)的位置进行布置，摄像孔戳卡、专用戳卡分别于机械臂连接并固定，一个戳卡对应一个机械臂。给机械臂配置3D摄像头，此外1号、2号和3号机械臂分别配备超声刀、卡氏钳(Cardiereforcep)和组织钳(Prograspforcep)。助手孔辅助牵拉，必要时施放腔内切割缝合器以及血管夹（钛夹或者Hem.o.10ck）。术中，进行手术的医疗人员坐在操作台前，与患者约相距5cm，利用仿真手腕对机械臂进行控制，右手对1号机械臂操控，左手对2、3号机械臂操控。手术过程中的解剖程序按照传统的腹腔镜清除术进行操作。将D1、D2根治术作为标准对患者淋巴结进行清扫。重建消化道时要采取开放吻合或者腔内方式。在进行开放吻合时，将机械臂撤去，在其腹部正中进行切口，若在远胃端切口，则切口长度长约4～5cm，采取BillrothI式吻合的方式；若在近胃端切口或者全胃切除，则切口长度长约5～6cm，采取Roux.en.Y式吻合对食管空肠进行操作。术毕，在脾门部以及Winslow孔旁分别放置1根引流管。

观察指标对两组患者的手术时间、手术切口长度和术中失血量等手术指标进行观察记录；对两组患者术后发生不良反应的状况进行记录、分析和比较，不良反应主要包括胃出血、腹泻、营养不良以及伤口感染等；VAS评分 包括对患者静息以及吞咽两个活动。无痛感分为0分，评分越高表示患者痛感越严重，最严重的为10分；生活质量观察指标，在治疗前以及完成治疗后1个月，根据SF-36（即36条目健康量表）评估患者的生活质量水平，其主要内容包括角色功能、躯体功能、认知功能以及社会功能，各方面的评分最高为100分，得到的分数越高，则患者在该方面的生活质量就越高；对患者术后并发生的发生状况进行观察比较，并发症主要包括淋巴漏、腹腔出血、小肠梗堵阻以及胰漏等。

统计学方法应用SPSS18.0进行数据的统计，应用X2（%）以及t检测（x±s）进行资料的计数计量，P＜0.05为有统计学意义。

结果

两组患者手术时间、手术切口长度和术中失血量的比较研究组患者的手术时间（184.6±24.3min）明显短于对照组患者的手术时间（218.4±27.4min），研究组患者手术切口长度(5.15±1.11cm)明显小于对照组患者(15.7±3.6cm)，研究组患者术中失血量（155.7±17.9ml）明显小于对照组患者（201.1±27.7ml）。2.2 两组患者出现不良反应发生状况的比较 研究组胃出血9例（14.3%）、腹泻15例（23.8%）、营养不良17例（26.9%）、伤口感染8例（12.7%），而对照组分别10例（15.9%）、19例（30.2%）、21例（33.3%）、13例（20.6%），研究组患者发生不良反应的概率明显低于对照组患者（P＜0.05）。

两组患者各时点VAS评分的比较研究组VAS评分显著低于对照组（P＜0.05），如表1。

表1 两组患者各时点VAS评分的比较（分，x±s）

两组患者治疗前后生活质量水平的比较研究组生活质量高于对照组（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者治疗前后生活质量水平的比较（分，x±s）

注：组内比较aP＜0.05；组间比较bP＜0.05。

两组患者并发症情况的比较研究组腹腔内出血9例（14.3%）、胰漏4例（6.35%）、脏器损伤4例（6.35%）、淋巴漏3例（4.76%）而对照组分别是15例（23.8%）、6例（9.52%）、7例（11.1%）、4例（6.35%）；研究组并发症发生率明显低于对照组（P＜0.05）。

达芬奇系统与普通的胃癌手术系统相比，其采取的3D摄像使得医疗人员能够得到更加清晰的视野，而良好的视野可能使医疗人员的手眼协调更加默契，能够精细地分离、止血和缝合等操作，具有较高的稳定性。初步经验表示，如果患者的胃癌手术基础良好，则可对其开展AI系统辅助手术进行治疗，其在外科上可能性是比较大的。此次研究结果表明，研究组患者的手术时间明显短于对照组患者，研究组患者手术切口长度和术中失血量明显小于对照组患者，达芬奇系统能够较好的辅助胃癌外科手术，也就是说AI系统辅助外科手术进行治疗的疗效是比较好的，具有在临床上推广应用的前提条件。除了在胃癌治疗上的应用，AI辅助手术系统在外科手术管理中心还有其他方面的应用，包括影像以及神经网络等方面。传统的医学影像管理、疾病治疗等目前还存在着一些问题，比如误诊率高、依靠经验完成治疗等，而AI系统作为一种同时具有记忆、深度学习及图像识别的系统，其在外科手术中的应用有着可观的发展趋势。

综上所述，AI智能辅助手术系统应用于外科手术中，能够有效改进手术管理的效果，降低患者出现并发症的风险，提高预后患者生活质量的水平，可以在临床上推广应用。

文章来源：《中国数字医学》杂志2018年第10期，作者及单位：吴晓丽 海杰 马秀珍 陆平，青海省第四人民医院 中山大学附属黄埔医院。