一場手術(shù)，就像一場醫(yī)生和患者的“闖關(guān)游戲”，尤其是精密的骨科關(guān)節(jié)手術(shù)，我們都希望能夠讓最富有經(jīng)驗的醫(yī)生操刀，達(dá)成 “無感”的術(shù)后完美效果。但是現(xiàn)實中，骨科人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)難度大、風(fēng)險高，醫(yī)生的臨床決策和術(shù)中執(zhí)行會直接影響手術(shù)結(jié)果，因此該類關(guān)節(jié)置換手術(shù)基本上只能在大型三甲醫(yī)院開展。為承受起“生命之重”，通過人工智能、3D打印和手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，結(jié)合頂尖臨床專家經(jīng)驗，能夠完成精確的術(shù)前規(guī)劃和個體化定制手術(shù)方案，幫助醫(yī)生顯著縮短手術(shù)時間，達(dá)成更理想的術(shù)后康復(fù)效果，消除骨科患者對于關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的擔(dān)憂。

圍繞智慧醫(yī)療領(lǐng)域，在本期未來午餐會欄目中，我們邀請到長木谷董事長兼CEO張逸凌博士，共同探索在骨科領(lǐng)域進(jìn)行手術(shù)輔助的科技奧秘，以及如何借助技術(shù)的力量實現(xiàn)醫(yī)療下沉，讓天下沒有難做的手術(shù)。

以下根據(jù)未來午餐會直播對話整理：

一臺完美的骨科手術(shù)，醫(yī)生和患者需要闖幾道關(guān)？

Eva：大型外科手術(shù)以前主要是靠醫(yī)生的手感來完成，需要經(jīng)過哪些重重“考驗”？患者又需要經(jīng)過怎么樣的看診過程？

張逸凌：長木谷聚焦骨科關(guān)節(jié)置換人工智能與手術(shù)導(dǎo)航解決方案。隨著人口老齡化增加，關(guān)節(jié)病患者在中國成為了一個非常大的人群。中國關(guān)節(jié)疾病患者大約有2億，作為關(guān)節(jié)疾病患者的終極治療手段，2019年中國約有90-100萬患者會接受人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)，而且這類手術(shù)每年有20-25%的高增長率。

目前，在這類手術(shù)中，醫(yī)生術(shù)前大多還是參照二維的X光片，以及個人的經(jīng)驗來還原和預(yù)測患者的三維骨骼結(jié)構(gòu)，并在有經(jīng)驗醫(yī)生的腦海里進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，直到在手術(shù)臺上把關(guān)節(jié)打開，才有機會去測量患病關(guān)節(jié)實際的情況，往往術(shù)中需要花費非常多的時間嘗試不同大小的人工關(guān)節(jié)和組配關(guān)系，而且每家人工關(guān)節(jié)廠商的假體型號與參數(shù)都不一樣。醫(yī)生在手術(shù)中的臨床決策和操作執(zhí)行會直接影響手術(shù)效果，手術(shù)難度大、風(fēng)險高，基本上只能在大型三甲醫(yī)院開展。

普通老百姓都希望去大醫(yī)院找大專家做這種手術(shù)，不希望在基層醫(yī)院做。基層醫(yī)生如果臨床經(jīng)驗不是很豐富，術(shù)后并發(fā)癥就會非常多。最常見的就是兩條腿一長一短，患者基本上不能站直，還可能會出現(xiàn)跛行、疼痛，甚至脫位等手術(shù)失敗的情況。

但是專家級的臨床資源非常欠缺，優(yōu)質(zhì)的醫(yī)生資源都集中在大城市的大醫(yī)院，患者想要看到大專家可能要等好幾周甚至幾個月。

Eva：由此看來，創(chuàng)新技術(shù)不僅是能解決一個醫(yī)療問題，也是幫助解決社會上的一些現(xiàn)象級問題。長木谷手術(shù)導(dǎo)航解決的是什么樣的問題？

張逸凌：醫(yī)療科技企業(yè)通過創(chuàng)新技術(shù)，實際上解決的是社會性問題。

從醫(yī)生的角度來看，首先他們的培養(yǎng)周期非常長。

在中國一個好的醫(yī)學(xué)生想畢業(yè)從事骨科和關(guān)節(jié)領(lǐng)域的工作，基本需要五年本科、三年碩士、三年博士，再加上三到五年的規(guī)培，通過住院醫(yī)師的輪轉(zhuǎn)與專科的培養(yǎng)，到副高的時候大多已經(jīng)40歲以上了。關(guān)節(jié)屬于骨科領(lǐng)域非常精細(xì)的學(xué)科，這樣的醫(yī)生培養(yǎng)周期只會更長。

第二，醫(yī)生即使培養(yǎng)成功了，在大醫(yī)院的工作負(fù)荷也是非常重的，一天門診可能會有200-300個病人需要診治。

第三是大醫(yī)院床位也非常緊張，像北京301、協(xié)和、積水潭、中日友好這樣的大三甲醫(yī)院，骨科床位都是非常少的，排隊的患者卻是成千上萬。所以我們的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源真的是非常稀缺。

從患者的角度來說，大家都希望追求好的治療效果，如果手術(shù)做得不精準(zhǔn)，術(shù)后并發(fā)癥會為患者帶來更大的負(fù)擔(dān)。在骨科關(guān)節(jié)領(lǐng)域，實現(xiàn)把手術(shù)做完之后，達(dá)到最理想的“forgotten joint”效果，就是忘記自己換過了人工關(guān)節(jié)，感覺不到了。但想要達(dá)到這個效果，就取決于臨床醫(yī)生的手術(shù)規(guī)劃與操作了。

其中，一方面是醫(yī)生的術(shù)前規(guī)劃，是按照一個標(biāo)準(zhǔn)，還是個體化定制手術(shù)方案；另一方面就是醫(yī)生實際操作的精準(zhǔn)性，是個體化定制精準(zhǔn)截骨，還是按照一個標(biāo)準(zhǔn)截骨。這樣來看，患者手術(shù)的效果都會有非常大的差異。我們希望將人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)精準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化，個體化，這是我們做人工智能和手術(shù)導(dǎo)航的初衷。

智能規(guī)劃與導(dǎo)航，能否“百發(fā)百中”？

Eva：目前，智能規(guī)劃與導(dǎo)航在骨科手術(shù)中的應(yīng)用達(dá)到了什么水平？

張逸凌：在手術(shù)前期規(guī)劃等領(lǐng)域來看，人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)的前期規(guī)劃系統(tǒng)已經(jīng)在不斷發(fā)展，從第一代基于膠片模板的手工測量，第二代歐美目前普遍使用的、基于數(shù)字化模板的二維規(guī)劃（如OrthoView、SmartJoint、AIVIEW系統(tǒng)），發(fā)展到了第三代基于CT進(jìn)行三維重建，通過立體定向?qū)崿F(xiàn)更精準(zhǔn)的手術(shù)規(guī)劃。

但現(xiàn)在基本上中國的醫(yī)院還在第一代方法階段，據(jù)了解應(yīng)該不超過20家中國醫(yī)院在用第二代方案。而第三代技術(shù)很前沿，需要非常強的工程師團隊，對圖像進(jìn)行數(shù)字化建模，個體化為患者進(jìn)行設(shè)計，但這樣的團隊不僅需要工科的工程背景，更需要骨科關(guān)節(jié)的醫(yī)學(xué)背景，即精通工程建模，又精通關(guān)節(jié)手術(shù)，這樣專業(yè)的醫(yī)工結(jié)合團隊十分稀缺，比起每年超過100萬需要做手術(shù)的患者，這樣的優(yōu)秀團隊全中國不超過10個。加上現(xiàn)在中國三甲醫(yī)院骨科床位非常緊張，床位周轉(zhuǎn)率很高，這項技術(shù)并不適合中國國情，很難在臨床大規(guī)模推廣，人力、時間與資金成本都非常高。

我們團隊在美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院讀博士后時看到了這個趨勢，聯(lián)合了斯坦福大學(xué)的AI團隊，利用人工智能+3D打印+手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，并結(jié)合大數(shù)據(jù)與臨床醫(yī)生專家經(jīng)驗，把原來2-3周的專業(yè)規(guī)劃時間縮短到3-5分鐘。目前，AIJoint項目已經(jīng)在國家骨科臨床與運動康復(fù)臨床醫(yī)學(xué)研究中心正式啟動，在中國100多家大型三甲醫(yī)院開展多中心合作，包括北京301醫(yī)院，北京協(xié)和醫(yī)院，北京積水潭醫(yī)院、中日友好醫(yī)院等，未來有機會在中國大面積推廣。我相信這項技術(shù)不僅是在中國，在全世界也能廣泛地推廣。希望我們能聯(lián)合中國的專家共同研發(fā)出中國智造，世界領(lǐng)先的產(chǎn)品，與歐美的國際巨頭企業(yè)同場競技。

Eva：長木谷的解決方案有什么特別之處？其中人工智能發(fā)揮了怎樣的作用？

張逸凌：長木谷的解決方案包括兩大塊，人工智能三維手術(shù)計劃系統(tǒng)和手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。基于人工智能的手術(shù)計劃系統(tǒng)就像一個超級大腦，可以學(xué)習(xí)專家經(jīng)驗，輔助醫(yī)生思考、制定手術(shù)設(shè)計；支持個體化定制的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)就像是一個機器手。機器腦加機器手，共同幫助醫(yī)生在術(shù)中按照手術(shù)計劃的方案精準(zhǔn)實施。

我們產(chǎn)品線主要包括 AI系統(tǒng)、3D打印系統(tǒng)和手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。

人工智能首先承擔(dān)圖像處理的作用，將二維的骨科圖像轉(zhuǎn)成三維，1000多張圖片疊加在一起成為三維的圖像，只需要30-60秒，精準(zhǔn)度可達(dá)到97%以上。

其次AI會輔助解剖點識別，人工智能可以自動識別、計算關(guān)節(jié)的空間解剖結(jié)構(gòu)、大小，幫助判斷應(yīng)該使用怎樣的假體。

第三，就是通過數(shù)據(jù)的機器學(xué)習(xí)。通過收集專家反饋的案例數(shù)據(jù)，讓機器學(xué)習(xí)這些專家經(jīng)驗，隨著數(shù)據(jù)量的積累，這些機器會越來越聰明、越來越精準(zhǔn)，學(xué)到這些專家的理念、想法與經(jīng)驗，就可以在未來給年輕醫(yī)生、基層醫(yī)生提供手術(shù)建議和指導(dǎo)。

Eva：是不是未來更多醫(yī)院、醫(yī)生的經(jīng)驗被記錄與積累，將會讓機器學(xué)習(xí)更加完善？

張逸凌：是的。我們最近半年合作的三甲醫(yī)院數(shù)量已經(jīng)超過了100家。隨著專家數(shù)量越來越多，不同專家的不同經(jīng)驗我們都會積累下來，而且也有不同地區(qū)的不同案例。機器學(xué)習(xí)越精準(zhǔn)，對基層醫(yī)生或年輕醫(yī)生能起到更好的指導(dǎo)作用。總體而言，AIJOINT人工智能系統(tǒng)對臨床幫助的精準(zhǔn)度已經(jīng)達(dá)到93.5%，是國際領(lǐng)先的水平了。

在術(shù)前如果人工智能已經(jīng)幫醫(yī)生設(shè)計好了，術(shù)中就不需要再考慮上千種排列組合，直接參考設(shè)計方案去執(zhí)行，術(shù)中需要調(diào)整的次數(shù)減少，手術(shù)時間能得到有效縮短，這樣直接帶來的是手術(shù)出血減少，風(fēng)險降低。

另外，如果術(shù)前設(shè)計很精準(zhǔn)，醫(yī)生就不再需要做術(shù)中透視，對醫(yī)生和患者都能減少輻射影響。

對患者來說，手術(shù)更精準(zhǔn)，就能夠更快康復(fù)，臨床療效好，住院時間減少，整體費用也會降低。

簡單來說，有了人工智能與手術(shù)導(dǎo)航的幫助，骨科手術(shù)時間能得到有效縮短，手術(shù)執(zhí)行更精準(zhǔn)，愈后效果也會更好。

人工智能讓專家“走出”三甲醫(yī)院

Eva：智慧醫(yī)療確實與每個人的健康息息相關(guān)。現(xiàn)代醫(yī)療加上人工智能可以讓關(guān)節(jié)手術(shù)的前期規(guī)劃更精準(zhǔn)，術(shù)中準(zhǔn)確率得到提升，愈后效果也更好。每個個體健康的提升，都會對整個社會的醫(yī)患矛盾解決起到很好的作用。同時，這項技術(shù)可以幫助基層醫(yī)生在自己的醫(yī)院開展更多高難度手術(shù)。所以其實很多社會大問題，都可以通過科技在某個具體領(lǐng)域的發(fā)展去解決，促進(jìn)對人的關(guān)懷和生活質(zhì)量的提升。

張逸凌：長木谷希望通過創(chuàng)新技術(shù)，真真正正實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療的下沉。

我們國家一直希望分級診療，但對于這種大手術(shù)，如果真的把患者分到基層，醫(yī)生如果不具備手術(shù)能力，其實對雙方都是負(fù)擔(dān)，也會讓患者不信任基層醫(yī)療系統(tǒng)。

長木谷希望通過更智能的方法，把優(yōu)秀醫(yī)生的經(jīng)驗復(fù)制出來，將眾多頂級專家?guī)资甑慕?jīng)驗匯聚起來，復(fù)制成一套人工智能與手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，就可以無限復(fù)用到基層，讓基層醫(yī)生具備做這些高難度手術(shù)的能力，把手術(shù)做得更精準(zhǔn)，可以媲美專家醫(yī)生。未來更多普通老百姓就能在當(dāng)?shù)刈龅骄珳?zhǔn)的手術(shù)，用更少的花費得到更好的醫(yī)療服務(wù)。通過這項技術(shù)能有效優(yōu)化手術(shù)的全流程，進(jìn)一步降低整體的費用，讓更多的患者能及時進(jìn)入手術(shù)治療階段，獲得更好的康復(fù)效果，這對于國家來說是真真正正實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)醫(yī)療的下沉。