概述
人工智能正在将外科手术机器人从简单地反映外科医生双手的远程操作工具转向能够感知组织、引导器械甚至执行离散步骤的系统。目标是实现更稳定、更精确、更一致的操作，同时减少并发症。
手术和手术机器人中的人工智能将人工智能应用于特定领域的环境中，在这些环境中，法规、操作和风险承受能力强烈影响设计选择。
深入探讨
当今的旗舰手术机器人，如 Intuitive 的达芬奇，是主从系统：外科医生在控制台上移动控制器，机器人在患者床边复制该运动，过滤颤抖和缩放运动以进行精细的工作。人工智能将感知和帮助分层。计算机视觉模型分析内窥镜的视频输入来标记解剖结构，在仪器靠近神经或血管时发出警告，并识别正在进行的手术步骤。智能组织自主机器人 (STAR) 等研究平台已在动物模型中自主缝合柔软、可变形的肠道组织，在一致性方面优于专家的操作。机器学习还挖掘数千个记录的手术，以量化手术技能并提供最佳培训实践技术。
技术洞察
外科人工智能融合了多种流：由卷积和变压器网络处理的立体内窥镜视频，用于分割和深度，来自机器人关节编码器的运动学数据，有时还包括用于突出血流的近红外荧光成像。困难的部分是可变形、闪闪发光、出血的环境，因此模型必须处理烟雾、遮挡和不断变形的组织。自主性按照 0 到 5 的等级进行评分，就像自动驾驶汽车一样；大多数临床系统处于 1 至 2 级（协助），而不是完全自主。
掌握手术和手术机器人中的人工智能
人工智能正在将外科手术机器人从简单地反映外科医生双手的远程操作工具转向能够感知组织、引导器械甚至执行离散步骤的系统。目标是实现更稳定、更精确、更一致的操作，同时减少并发症。手术和手术机器人中的人工智能将人工智能应用于特定领域的环境中，在这些环境中，法规、操作和风险承受能力强烈影响设计选择。为了建立深入的理解，请将手术和手术机器人中的人工智能视为一种操作模型，而不是单一功能：定义期望的结果，澄清假设，并将系统可以可靠地完成的任务与仍需要专家判断的任务分开。
在实践中，在外科手术和外科机器人技术中使用人工智能的强大团队将技术能力与领域政策、可审计性和一线决策结合起来。他们记录明确的成功标准，根据实际数据和工作流程进行测试，并根据观察到的失败模式而不是一次性基准测试胜利进行迭代。这就是理论理解转变为跨产品、政策和运营的持久能力的地方。
行业背景决定了人工智能创意能否与现实接触。同时，监管要求可能会使原本强大的原型失效。最具弹性的方法是将实验速度与治理规则结合起来：运行试点、捕获证据、发布决策日志，并随着模型行为、用户期望和监管要求的发展不断更新保障措施。
战略影响
行业背景决定了人工智能创意能否与现实接触。
行业背景决定了人工智能创意能否与现实接触。在高质量部署中，这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式，以便团队可以增强信心，而不是扩大模糊性。
领域约束会影响可接受的错误率和监督模型。
领域约束会影响可接受的错误率和监督模型。在高质量部署中，这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式，以便团队可以增强信心，而不是扩大模糊性。
成功的部署使技术能力与一线工作流程保持一致。
成功的部署使技术能力与一线工作流程保持一致。在高质量部署中，这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式，以便团队可以增强信心，而不是扩大模糊性。
现实世界的实施
达芬奇系统可通过微小切口缩放和消除外科医生的手部动作，以进行前列腺切除术、子宫切除术和疝气修复术。
在 2022 年的一项研究中，自主 STAR 机器人使用机器视觉和跟踪系统缝合猪肠，比专家外科医生更均匀。
Theator 和 Touchurge 等计算机视觉工具会自动分段记录的操作，以标记关键的安全步骤并为培训提供客观的技能反馈。
由人工智能解析的吲哚菁绿近红外荧光可帮助外科医生在连接肠段之前确认健康的血液供应，以防止渗漏。
实施模式
人工智能在手术和手术机器人领域的实践
达芬奇系统可通过微小切口缩放和消除外科医生的手部动作，以进行前列腺切除术、子宫切除术和疝气修复术。
达芬奇系统通过微小切口缩放和消除外科医生在前列腺切除术、子宫切除术和疝气修复术中的手部动作。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人性化的升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时，通常会获得更好的结果。
人工智能在手术和手术机器人领域的实践
在 2022 年的一项研究中，自主 STAR 机器人使用机器视觉和跟踪系统缝合猪肠，比专家外科医生更均匀。
在 2022 年的一项研究中，自主 STAR 机器人使用机器视觉和跟踪系统比专家外科医生更均匀地缝合猪肠。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时，通常会获得更好的结果。
人工智能在手术和手术机器人领域的实践
Theator 和 Touchurge 等计算机视觉工具会自动分段记录的操作，以标记关键的安全步骤并为培训提供客观的技能反馈。
Theator 和 Touchurge 等计算机视觉工具会自动分段记录的操作，以标记关键的安全步骤，并为培训提供客观的技能反馈。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时，通常会获得更好的结果。
人工智能在手术和手术机器人领域的实践
由人工智能解析的吲哚菁绿近红外荧光可帮助外科医生在连接肠段之前确认健康的血液供应，以防止渗漏。
由 AI 解析的吲哚菁绿近红外荧光可帮助外科医生在连接肠段之前确认健康的血液供应，以防止渗漏。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人为升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时，通常会获得更好的结果。
风险与防护栏
监管要求可能会使原本强大的原型失效。
历史数据可能会编码损害特定社区的偏见。
遗留系统可能会造成集成瓶颈和隐性成本。
实施路线图
让领域专家参与从问题框架到评估的整个过程。
让领域专家参与从问题框架到评估的整个过程。将每个步骤视为证据门：如果不满足标准，则暂停推出，缩小差距，然后再扩大使用。
在启动前设计审计跟踪和文档。
在启动前设计审计跟踪和文档。将每个步骤视为证据门：如果不满足标准，则暂停推出，缩小差距，然后再扩大使用。
尽早验证合规性和安全义务。
尽早验证合规性和安全义务。将每个步骤视为证据门：如果不满足标准，则暂停推出，缩小差距，然后再扩大使用。
分阶段推出，并具有明确的停止和回滚标准。
分阶段推出，并具有明确的停止和回滚标准。将每个步骤视为证据门：如果不满足标准，则暂停推出，缩小差距，然后再扩大使用。