概述
人工智慧正在將外科手術機器人從簡單地反映外科醫生雙手的遠端操作工具轉向能夠感知組織、引導器械甚至執行離散步驟的系統。目標是實現更穩定、更精確、更一致的操作，同時減少併發症。
手術和手術機器人中的人工智慧將人工智慧應用於特定領域的環境中，在這些環境中，法規、操作和風險承受能力強烈影響設計選擇。
深入探討
當今的旗艦手術機器人，如 Intuitive 的達文西，是主從系統：外科醫生在控制台上移動控制器，機器人在患者床邊複製該運動，過濾顫抖和縮放運動以進行精細的工作。人工智慧將感知和幫助分層。電腦視覺模型分析內視鏡的視訊輸入來標記解剖結構，在儀器靠近神經或血管時發出警告，並識別正在進行的手術步驟。智慧組織自主機器人 (STAR) 等研究平台已在動物模型中自主縫合柔軟、可變形的腸道組織，在一致性方面優於專家的操作。機器學習還挖掘數千個記錄的手術，以量化手術技能並提供最佳培訓實踐技術。
技術洞察
外科人工智慧融合了多種流：由卷積和變壓器網絡處理的立體內窺鏡視頻，用於分割和深度，來自機器人關節編碼器的運動學數據，有時還包括用於突出血流的近紅外線螢光成像。困難的部分是可變形、閃閃發光、出血的環境，因此模型必須處理煙霧、遮蔽和不斷變形的組織。自主性以 0 到 5 的等級進行評分，就像自動駕駛汽車一樣；大多數臨床系統處於 1 至 2 級（協助），而不是完全自主。
掌握手術和手術機器人中的人工智慧
人工智慧正在將外科手術機器人從簡單地反映外科醫生雙手的遠端操作工具轉向能夠感知組織、引導器械甚至執行離散步驟的系統。目標是實現更穩定、更精確、更一致的操作，同時減少併發症。手術和手術機器人中的人工智慧將人工智慧應用於特定領域的環境中，在這些環境中，法規、操作和風險承受能力強烈影響設計選擇。為了建立深入的理解，請將手術和手術機器人中的人工智慧視為一種操作模型，而不是單一功能：定義期望的結果，澄清假設，並將系統可以可靠地完成的任務與仍需要專家判斷的任務分開。
在實踐中，在外科手術和外科機器人技術中使用人工智慧的強大團隊將技術能力與領域政策、可審計性和第一線決策結合起來。他們記錄明確的成功標準，根據實際數據和工作流程進行測試，並根據觀察到的失敗模式而不是一次性基準測試勝利進行迭代。這就是理論理解轉變為跨產品、政策和營運的持久能力的地方。
產業背景決定了人工智慧創意能否與現實接觸。同時，監管要求可能會使原本強大的原型失效。最具彈性的方法是將實驗速度與治理規則結合：運行試點、捕獲證據、發布決策日誌，並隨著模型行為、使用者期望和監管要求的發展不斷更新保障措施。
戰略影響
產業背景決定了人工智慧創意能否與現實接觸。
產業背景決定了人工智慧創意能否與現實接觸。在高品質部署中，這會轉化為可衡量的操作規則、所有權邊界和定期審查儀式，以便團隊可以增強信心，而不是擴大模糊性。
領域約束會影響可接受的錯誤率和監督模型。
領域約束會影響可接受的錯誤率和監督模型。在高品質部署中，這會轉化為可衡量的操作規則、所有權邊界和定期審查儀式，以便團隊可以增強信心，而不是擴大模糊性。
成功的部署使技術能力與第一線工作流程保持一致。
成功的部署使技術能力與第一線工作流程保持一致。在高品質部署中，這會轉化為可衡量的操作規則、所有權邊界和定期審查儀式，以便團隊可以增強信心，而不是擴大模糊性。
現實世界的實施
達文西系統可透過微小切口縮放和消除外科醫生的手部動作，以進行前列腺切除術、子宮切除術和疝氣修復。
在 2022 年的一項研究中，自主 STAR 機器人使用機器視覺和追蹤系統縫合豬腸，比專家外科醫生更均勻。
Theator 和 Touchurge 等電腦視覺工具會自動分段記錄的操作，以標記關鍵的安全步驟並為訓練提供客觀的技能回饋。
由人工智慧解析的吲哚菁綠近紅外線螢光可幫助外科醫生在連接腸段之前確認健康的血液供應，以防止滲漏。
實施模式
人工智慧在手術和手術機器人領域的實踐
達文西系統可透過微小切口縮放和消除外科醫生的手部動作，以進行前列腺切除術、子宮切除術和疝氣修復。
達文西系統透過微小切口縮放和消除外科醫生在前列腺切除術、子宮切除術和疝氣修復中的手部動作。當團隊預先定義品質閾值、為邊緣情況保留人性化的升級路徑並隨著時間的推移追蹤生產力增益和錯誤成本時，通常會獲得更好的結果。
人工智慧在手術和手術機器人領域的實踐
在 2022 年的一項研究中，自主 STAR 機器人使用機器視覺和追蹤系統縫合豬腸，比專家外科醫生更均勻。
在 2022 年的一項研究中，自主 STAR 機器人使用機器視覺和追蹤系統比專家外科醫生更均勻地縫合豬腸。當團隊預先定義品質閾值、為邊緣情況保留人工升級路徑並隨著時間的推移追蹤生產力增益和錯誤成本時，通常會獲得更好的結果。
人工智慧在手術和手術機器人領域的實踐
Theator 和 Touchurge 等電腦視覺工具會自動分段記錄的操作，以標記關鍵的安全步驟並為訓練提供客觀的技能回饋。
Theator 和 Touchurge 等電腦視覺工具會自動分段記錄的操作，以標記關鍵的安全步驟，並為訓練提供客觀的技能回饋。當團隊預先定義品質閾值、為邊緣情況保留人工升級路徑並隨著時間的推移追蹤生產力增益和錯誤成本時，通常會獲得更好的結果。
人工智慧在手術和手術機器人領域的實踐
由人工智慧解析的吲哚菁綠近紅外線螢光可幫助外科醫生在連接腸段之前確認健康的血液供應，以防止滲漏。
由 AI 解析的吲哚菁綠近紅外線螢光可幫助外科醫生在連接腸段之前確認健康的血液供應，以防止滲漏。當團隊預先定義品質閾值、為邊緣情況保留人為升級路徑並隨著時間的推移追蹤生產力增益和錯誤成本時，通常會獲得更好的結果。
風險與防護欄
監理要求可能會使原本強大的原型失效。
歷史資料可能會編碼損害特定社區的偏見。
遺留系統可能會造成整合瓶頸和隱性成本。
實施路線圖
讓領域專家參與從問題框架到評估的整個過程。
讓領域專家參與從問題框架到評估的整個過程。將每個步驟視為證據門：如果不符合標準，則暫停推出，縮小差距，然後再擴大使用。
在啟動前設計審計追蹤和文件。
在啟動前設計審計追蹤和文件。將每個步驟視為證據門：如果不符合標準，則暫停推出，縮小差距，然後再擴大使用。
儘早驗證合規性和安全義務。
儘早驗證合規性和安全義務。將每個步驟視為證據門：如果不符合標準，則暫停推出，縮小差距，然後再擴大使用。
分階段推出，並有明確的停止和回滾標準。
分階段推出，並有明確的停止和回滾標準。將每個步驟視為證據門：如果不符合標準，則暫停推出，縮小差距，然後再擴大使用。