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3D手术智能医疗应用广 北医达文西手术系统成效卓越

随著医疗技术越来越先进,能够治疗的病症也越来越细微,然而,很多细微病症所要求的临床开刀细腻与精准度,已不是一般手术能够驾驭。透过引进达文西手术系统 (da Vinci Surgical System),台北医学大学附设医院已能在多种手术与科别上,提供民众绝佳的医疗体验与提升术后生活质量。

达文西手术系统有许多临床应用的好处,象是手术操作更细腻,让伤口变得比较小。过往如果需要进行子宫移除手术,必须在病患身上留下15公分的伤口;现在导入达文西手术系统,仅剩数个不到1公分的伤口。透过极小的伤口,即能完成子宫移除手术。出血量低也是使用达文西手术系统的一大优势。台北医学大学附设医院妇产部医学研究员李宇倢博士回忆到,过去曾有因为信仰关系,必须进行手术但却又不能输血的病患。然而子宫肌瘤已经过大,若再不处理,头晕与其它症状将无法治癒。透过能有效降低出血量的达文西手术系统,让这样必须开刀又无法输血的状况顺利排除。再者,医师也无需与病患直接接触,可以降低医师感染机率。复原速度快,过往腹腔镜需4~7日的住院时间,若使用达文西手术系统则可缩短成隔日出院。

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台北医学大学妇产部部长刘伟民。台北医学大学

台北医学大学附设医院妇产部医学研究员李宇倢博士。蔡腾辉

达文西手术系统实际操作情况。台北医学大学

李宇倢表示,初期引进达文西手术系统时,台北医学大学妇产部部长刘伟民即前往香港接受训练。随著时间推移,目前美、日、韩都有达文西手术系统的Intuitive Surgical原厂认证训练中心。目前有实验动物手术操作、上课、开刀房参访等课程。

导入先进手术技术,就必须有训练和培养的过程。目前的手术教学现况,是在经过患者同意的情况下,能够透过Live Demo的过程,提供5位医师跟著执刀者同在手术室参与临床过程,其它医师则在会议室透过3DTV与戴上偏光镜,一同观看手术过程。此外,北医达文西手术系统的教学模拟练习日,就是在每周日让医师可以透过登记、练习使用医师手术主控台(console)。其中搭载初、中、高等超过60种的练习关卡及模拟术式供医师练习。以现在的团队执刀理念来说,会希望医师到美、日、韩拿到课程证明后,再透过达文西手术系统独立执刀。

达文西手术系统分为三个部分,包含4只机器手臂的手术台车(Patient Cart)、医生主控台(Surgeon Console)、中央影像系统(Vision System),这都是协助外科医师执行微创手术的利器。在医师主控台部分,搭载头部红外线感测,只有当执刀者坐下,主控台侦测到执刀者的头部时,系统才会启动。符合人体工学的主控台能够依照执刀者的需求,整体高度与相对位置都能调整,让执刀者调至最适宜的开刀状态。

北医妇产部达文西手术系统整体操作流程,包含术前超音波与计算机断层(CT)扫描,并与放射肿瘤科与血液肿瘤科一同会诊,术后再会诊病理科。术前,麻醉医师与护理人员会将病患就定位与麻醉,住院医师则会将达文西手术系统定位、手术手臂架设妥当与进行相关校正。术中由执刀者上刀,看着主控台上的3D屏幕进行手术。第一助手则看着2D的画面协助手术。术后表面伤口缝合和机械归位等事宜则交由住院医师负责。手术时间长短端看病症而定,癌症手术大约需要1.5~2小时。

目前全台已导入约35台达文西手术系统,最先导入的是三总医院的2台,台大、长庚、北荣也都陆续采用2台。北医不仅是全台第八间导入达文西手术系统的医疗院所,目前配有2台,也是全台第三间导入双系统的医院。手术系统分为da Vinci Si与 da Vinci Xi。2011年12月引进的Si机械手臂可以旋转270度,有著如同医师手腕般灵活的机械手臂从侧面伸出,2016年底导入的Xi机械手臂旋转角度也是270度,不同的地方是,Xi机械手臂是由上方悬吊下来。李宇倢表示,机台的选用和顺手度,还是要端看执刀者的操作习惯与机台的契合度而定。

达文西手术系统能在6个科别当中使用,包括妇产科、胸腔外科、心脏外科、泌尿科、一般外科、大肠直肠科。其中全世界操作达文西手术最多的就属妇产科。在2000~2001年的世界妇科大会上,发表了子宫动脉阻断术,获得大会首奖的刘伟民部长目前每月执刀台数为50台。自2011年导入由信文达公司代理的达文西手术系统至今,已累积近3,000台的临床经验。目前1台达文西手术系统价格为新台币1亿元。

达文西手术自费金额端看病症难易度与耗材状况等而定,大致介于新台币18万~30万元。此外,一般非癌症手术要价新台币24万元、癌症则要价新台币26万元。在新科技接受度层面上,李宇倢表示,年轻医师与中生代医师的学习意愿都挺高,不仅能够接触新技术,也能提供患者更快的恢复速度。

只要是新科技,且是有利于产业发展的技术,市场竞争都很激烈。目前大陆有妙手手术系统虎视眈眈。此外,美国科技大厂Google母公司Alphabet与美国医疗器材大厂娇生公司(Johnson & Johnson)也合作成立Verb Surgical,推出手术机械手臂。达文西手术系统的主要专利将在2019年到期,刘伟民表示,该系统是目前最佳的手术工具,然而并无导入人工智能(AI)。若是未来导入大数据分析,将可让手术技术再上层楼。目前预估有7~8家手术机械大厂都还在沉潜当中,不过也可以想见2019年主要专利到期之时,手术机械手臂市场将会有一波大浪来袭。

在手术方面,刘伟民也有一个创举。就是在开刀的同时,让家属录像。在手术室中与家属共同讨论开刀的原因与临床时每个器官和部位的状况。提升患者、家属、医师之间的互信与直接沟通的顺畅程度。

一般医学训练是医师(PGY)1年、住院医师4年、研究医师(Fellow)2年,升到技术纯熟的主治医师可能已经40岁,然而65岁很可能就已经要届龄退休,在这样无法有效将经验快速传承的状况下,李宇倢思考到,若是能建立一个教学平台,将真实的开刀过程,透过AR与VR的技术,让较无经验的医师也能够学习,那就可以缩短技术纯熟的训练期间,同时也可以拉长经过完整训练医师的执刀生涯。

目前妇科团队正在研发教学平台,便可透过平时临床手术的2D录像资料,教导AI分析数据。教学平台的好处,不仅能够让一般医师在术前先模拟临床可能会发生的状况,同时也能够让不同年资的医师互相交流技术与科技操作应用。未来希望可以透过转录执刀者临床所见的3D影像,集成与监测病患生理数据,提供更精准的术中定位判断。北医目前做的是虚拟实境与智能眼镜,逐步从教育迈向AI。

针对外界认为手术都是透过达文西手臂在开刀,那会不会因此,使得医师真实临床手持医疗刀械开刀的经验变少;而当医师转往其它没有配备达文西手术机台的医院和地区服务,需面临亲手执刀时,可能会不知所措等提问。对此,李宇倢说明,医师都还是需要经过原有的手术学习流程,最后才外加导入达文西手臂的操作。因此,医师都会是具备亲手执刀技术的全方位合格医师。

以妇产科为例,过去从开腹手术,演进至腹腔镜手术,再到现在的达文西手臂。科技不断在演进,但基本病理的学习和了解依旧不会改变。因为科技的发展与导入,使得妇科住院医师从业愿意提升。女性医师的比例也有显著的提升。

此外,护理人员也要跟著训练如何操作达文西手臂相关设定,而医疗厂商的维修人员也随时可以到场进行系统调整。目前的人力配置是一间医院搭配一个专属的达文西手术系统维修人员。这样的过程,让达文西手术系统的机械手臂保持在最佳状态,能够提供病患稳定且全方位的医疗过程。

对于达文西手术系统未来的发展与优势,李宇倢认为在临床上,助手也将能够看到如同执刀者看到的3D画面,系统同时提供执刀者更多精确的位置校正功能,再搭载病患当下的生理数据监测。模拟教学上,则能够结合真实案例的立体影像进行训练。

在科技新应用部分,除了AR与VR以外,李宇倢看好腹腔镜未来可以发展3D影像技术,象是秀传医院就有搭载偏光镜的相关技术。此外,也希望能够将临床手术与AR眼镜集成。

希望可以透过2018年9月1日成立的国际妇科智能机器手术医学会(International Association of Gynecologic AI Robotic Surgery)继续推展智能医疗的进程。此医学会是由台北医学大学附设医院、台北荣总王鹏惠部长与多位权威医师共同促成。在智能医疗的产业发展上,不只北医,台大医院也有成立台湾手术机器人医学会。

各国医疗发展面向上,李宇倢点出欧美的医疗发展资源较多、发展时间较早,但发展速度慢。相反地,台湾医疗市场与技术优势相当大,还是很有机会在未来的医疗创新领域夺得很不错的领导地位,也期许各界能继续共同携手努力。

创新AR系统研发上,目前正与影像辨识团队共同研发,希望能够设计出更强大的AI影像辨识技术。象是脑部与肺脏等不会震动的部位,影像辨识较容易。然而,如同血管与输尿管等器官与部位都会震动,但方式不同。该如何训练AI系统辨认两者的区别,也是研发团队努力的方向之一。

蔡腾辉

DIGITIMES电子时报智能医疗主编蔡腾辉Mark Tsai
专注研究智能医疗产品技术服务导入场域时,所遇到的困难症结与如何克服要点。
精通中英德语,热爱挑战与Swing Dance。
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