机器人辅助手术与3D打印模型的新时代

来源：TheInnovation创新

使用3D打印仿真模型和人工智能（AI）来提高机器人外科手术培训，强调3D打印模型在机器人辅助手术领域中的优势，这将有助于改善临床应用。机器人辅助外科手术领域指数增长。例如，达芬奇手术系统使用量在过去十年中显著增加，机器人辅助外科手术培训的重要性不言而喻。机器人辅助手术已经成为微创手术的代名词；为患者减少组织损伤，为外科医生改善人体工程学。使用各种模拟工具，如虚拟和增强现实、活体动物模型和尸体，对培养机器人辅助手术能力起到了重要作用。然而，实验室3D打印模型已经证明了它们在增强机器人技术熟练度方面的有效性，并且与人工智能的结合可以为评估机器辅助手术领域的表现提供特定的基准能力指标。

3D打印模型在机器人辅助手术培训中的重要性
3D打印在机器人辅助手术培训中的重要性在于其能够创建材料和解剖学准确的仿真模型。这些模型提供了人体解剖学的有形和逼真的表现，使外科医生能够在受控环境中练习和完善他们的技能。众所周知，这种高精度模拟训练对于开发和磨练外科技能至关重要。

通过整合逼真的组织特征和准确的人体解剖学，3D打印模型创造了一个更受控的培训环境，为培训者提供了在逼真的程序设置中重复练习的机会；超越了VR模拟的局限，并提供了与湿实验室模型相媲美的体验。

3D打印的成本效益也备受关注，因为它能够以较低的成本创建定制模型，是湿实验室模型（如获取活体动物或人体尸体）成本的一小部分。此外，3D打印模型的个性化特性允许量身定制外科手术规划，增强了机器人辅助手术的精度和功效。

3D打印模型和机器人手术培训的进展
正在进行的材料和打印技术方面的进展，可以进一步提高3D打印模型的准确性和逼真度；将触觉反馈系统整合到3D打印模型中，作为模拟外科手术中的触觉感受的手段，为外科医生提供更沉浸式的培训体验。制定基准并安装传感器进行全面分析和增强学习。这些进展对确保3D打印模型并满足机器人手术培训的不断发展的需求至关重要。

人工智能在机器人手术培训中的进展
强调对机器人手术培训进行客观评估的需求至关重要，因为当前的评估方法依赖于主观的人类评级，这可能导致偏见，并消耗教育者或评估者大量的时间和资源。自动化性能指标（APM）的出现为客观和分析性地评估外科技术提供了机会，使外科培训者能够获得公正和可量化的评估。一种名为“dVLogger”的新型数据记录器已经开发出来，可以直接从达芬奇外科系统中捕获数据，促进自动数据收集。

人工智能有潜力通过AI深度学习、机器学习能力等革新机器人外科实践，并组织和共享大量外科数据，包括视频、培训程序、成像和医疗记录。因此，在培训过程中可能会遇到棘手情况的识别，从而实现对外科手术中各种数据类型的实时监测和分析，以预测和预防不良事件。

此外，还需要大量的证据和高质量的研究，包括严格的方法和长期的跟踪，以充分发挥3D打印在机器人手术培训中的潜力。3D打印器官模型在不同环境中的实际使用情况对于准确评估至关重要。

总结与展望
总之，3D打印模型和人工智能整合在机器人手术培训中的潜力可以通过提供解剖学准确、具有成本效益和个性化的模型来实现。此外，人工智能的进步可以实现从客观评估到3D打印模型技术和提高逼真度的无限可能。所有这些将有助于通过整合尖端技术，推动机器人手术培训和患者护理的进步。

作者简介
王知非，浙江省人民医院疝与腹壁外科主任，主任医师，兼国际合作交流与对外合作办公室副主任。浙江大学外科学博士，中国首位机器人外科博士后，博士生导师，擅长前肠外科（胃食道反流病与贲门失弛缓等），减重代谢外科及疝与腹壁外科，中国医促会微创诊疗专业委员会副主委，中国医师协会及中国医促会胃食道反流病专委会常委及青委会副主委，中国卫生产业企业管理协会疝和腹壁产业及临床研究分会食道裂孔疝及胃食管反流专业组副组长，中国研究型医院协会减重代谢外科专委会委员，中国医师协会外科学分会机器人外科专委会委员，中华消化外科菁英荟委员等学术任职，中国医师协会外科医师分会肥胖和代谢病外科专家工作组专家委员。为中国最早在美国获得外科机器人主刀证书的医生，担任《中国微创外科杂志》等多个杂志编委，科研重点是研发外科手术培训的3D打印模型及培训体系建设及成果转化，主持科技部重点研发项目及浙江省重大科技专项等课题，以第一完成人获2020浙江科技进步奖三等奖等。