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根據(jù)美國醫(yī)學(xué)院協(xié)會（AAMC）的預(yù)測數(shù)據(jù)，到2036年，美國外科醫(yī)生崗位的空缺數(shù)量預(yù)計將達(dá)到19900個。日益嚴(yán)峻的外科醫(yī)生短缺問題，將與人口老齡化以及農(nóng)村地區(qū)醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施的日益破敗形成疊加效應(yīng)。

農(nóng)村社區(qū)首當(dāng)其沖，面臨最為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。2010年至2021年期間，共有136家農(nóng)村醫(yī)院關(guān)閉，截至2019年，60%的非都市縣已缺乏足夠的外科醫(yī)療服務(wù)。在此背景下，Proprio公司憑借其機(jī)器人技術(shù)，正在積極應(yīng)對這一外科醫(yī)生短缺問題。

手術(shù)機(jī)器人技術(shù)持續(xù)加速發(fā)展，相關(guān)系統(tǒng)能夠以極小的人工干預(yù)完成日益復(fù)雜的精細(xì)任務(wù)。例如，約翰·霍普金斯大學(xué)和斯坦福大學(xué)的研究人員近期通過模仿學(xué)習(xí)技術(shù)展示了機(jī)器人在組織操作、持針以及打結(jié)等手術(shù)任務(wù)中的執(zhí)行能力。

與此同時，加州大學(xué)伯克利分校的Ken Goldberg教授與直覺醫(yī)療 Intuitive Surgical 的Gary Guthart博士于2024年聯(lián)合提出了一種“增強(qiáng)靈巧性”方法。該方法通過人工智能驅(qū)動的實時輔助疊加技術(shù)，幫助外科醫(yī)生在手術(shù)過程中減少誤差并提升整體手術(shù)效果。

在最近的訪談中，Proprio公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Gabriel Jones深入闡述了該公司對人工智能在手術(shù)室中角色的展望。Proprio公司認(rèn)為，人工智能應(yīng)作為增強(qiáng)而非取代人類專業(yè)知識的工具，從而在手術(shù)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2024年9月，該公司宣布，其人工智能驅(qū)動的Paradigm平臺已成功完成50例手術(shù)，標(biāo)志著該技術(shù)在臨床應(yīng)用中取得了重要進(jìn)展。現(xiàn)將訪談內(nèi)容整理如下，供讀者參考。

 

1. 公司發(fā)展史

 

提問：您能否簡單介紹公司的發(fā)展史？

 

Gabriel Jones：在蓋茨基金會工作期間，我參與了多項前沿技術(shù)的探討，其中許多已轉(zhuǎn)化為實際解決方案。在此過程中，我結(jié)識了聯(lián)合創(chuàng)始人Sam Browd博士（兒科神經(jīng)外科專家）和Joshua Smith博士。

當(dāng)時，我正在研究大腦治療的未來發(fā)展趨勢，這與Sam Browd博士的專業(yè)高度契合。我們在Joshua Smith博士的實驗室中探討了升級傳統(tǒng)顯微鏡的可能性，并與同事James Youngquist合作，開始研發(fā)一種能讓攝像頭直接對準(zhǔn)大腦內(nèi)部的原型設(shè)備。

然而，腦膜（大腦周圍的保護(hù)層）的移動和變形給維持穩(wěn)定視野帶來了巨大挑戰(zhàn)。為解決這一難題，我們意識到必須重新思考手術(shù)體驗，轉(zhuǎn)向以人工智能為核心、數(shù)據(jù)驅(qū)動的解決方案。我們提出的解決方案是光場渲染技術(shù)，該技術(shù)可實時捕獲三維數(shù)據(jù)，允許攝像頭在場景中自由移動，類似于虛擬現(xiàn)實。

與傳統(tǒng)快照式技術(shù)（如X光）不同，我們的技術(shù)能夠完整地捕獲并渲染整個三維空間，實現(xiàn)高保真度可視化，并具備實時指導(dǎo)手術(shù)決策的強(qiáng)大功能。

 

2. Paradigm手術(shù)導(dǎo)航平臺

 

提問：您是如何開發(fā)Paradigm手術(shù)導(dǎo)航平臺的？

 

Paradigm手術(shù)導(dǎo)航平臺

Gabriel Jones：Paradigm的誕生源于對手術(shù)流程的深刻洞察。手術(shù)過程中，醫(yī)生高度依賴術(shù)前影像資料，如計算機(jī)斷層掃描（CT）或磁共振成像（MRI）等，這些影像資料主要用于手術(shù)規(guī)劃，但僅能覆蓋手術(shù)過程中極小部分的實時需求。

盡管手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)已發(fā)展為一個數(shù)十億美元規(guī)模的成熟產(chǎn)業(yè)，其在脊柱手術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用率卻長期徘徊在30%左右。外科醫(yī)生們普遍反映了一個核心問題：在手術(shù)過程中，他們無法及時、準(zhǔn)確地獲取所需的視覺信息，從而難以做出最佳決策。

為攻克這一難題，我們從底層邏輯出發(fā)，重新定義了手術(shù)導(dǎo)航的解決方案。Paradigm借助先進(jìn)的人工智能、計算機(jī)視覺以及光場渲染技術(shù)，構(gòu)建了一個實時的三維數(shù)字手術(shù)環(huán)境。

 

與傳統(tǒng)依賴靜態(tài)“快照”數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不同，Paradigm能夠?qū)崟r捕捉完整的解剖信息。這使得外科醫(yī)生能夠在患者解剖結(jié)構(gòu)的動態(tài)、高保真三維模型中自由操作，我們將其稱為“引導(dǎo)”，而不僅僅是“導(dǎo)航”。

 

這種“引導(dǎo)”功能不僅提供解剖結(jié)構(gòu)的精確映射，還持續(xù)向外科醫(yī)生反饋實時數(shù)據(jù)，助力其在手術(shù)過程中做出最優(yōu)決策。這就好比從傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖升級到實時GPS系統(tǒng)，后者不僅能實時跟蹤位置，還能根據(jù)路況變化和個人偏好動態(tài)調(diào)整路徑。

 

Paradigm通過解決數(shù)據(jù)可用性和用戶體驗的核心問題，不僅復(fù)刻了傳統(tǒng)導(dǎo)航的功能，更實現(xiàn)了超越。它既滿足了70%尚未采用導(dǎo)航工具的外科醫(yī)生的需求，也為那30%已經(jīng)使用導(dǎo)航工具的醫(yī)生開辟了新的可能性。

這種范式轉(zhuǎn)變從根本上重塑了手術(shù)的執(zhí)行方式，將技術(shù)與人類專業(yè)知識深度融合，為手術(shù)結(jié)果的提速、增精與提效奠定了堅實基礎(chǔ)。

 

3. 實際表現(xiàn)數(shù)據(jù)分享

 

提問：在手術(shù)過程當(dāng)中，Paradigm具體帶來了哪些有益改變？

 

Gabriel Jones：Paradigm通過消除手術(shù)過程中暫停進(jìn)行掃描的需求，為外科醫(yī)生和患者帶來了顯著的益處。它不僅減少了患者暴露于麻醉狀態(tài)的時間，還最大限度地降低了患者和手術(shù)團(tuán)隊的輻射暴露風(fēng)險。研究表明，這種效率提升可將手術(shù)時間縮短多達(dá)30分鐘。

值得注意的是，每次在手術(shù)室進(jìn)行掃描時，外科醫(yī)生都會不可避免地暴露于輻射之中。鑒于骨科外科醫(yī)生所承擔(dān)的手術(shù)量，其患癌癥的風(fēng)險比其他領(lǐng)域的外科醫(yī)生高出5倍。

Paradigm技術(shù)以其卓越的精確性顯著提升了手術(shù)效果，完全符合美國 FDA 對于脊柱植入物放置等手術(shù)程序的嚴(yán)格精度標(biāo)準(zhǔn)。安全性、效率與精確性的有機(jī)結(jié)合，不僅推動了更優(yōu)的手術(shù)結(jié)果，更樹立了全新的醫(yī)療護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)。

提問：在完成了50例手術(shù)之后，有哪些方面的表現(xiàn)令人較為滿意？

 

Gabriel Jones：輻射暴露量顯著降低十倍，這一成果對于患者和臨床工作人員均具有極其重要的意義。這與我們始終秉持的優(yōu)先保障安全、減少傷害的理念高度契合，尤其是在保護(hù)臨床工作人員免受輻射誘發(fā)癌癥等長期職業(yè)風(fēng)險方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

 

以骨科外科醫(yī)生為例，由于長期暴露于輻射環(huán)境，其患癌癥的風(fēng)險較普通人群高出數(shù)倍。Paradigm技術(shù)的問世，直接有效地緩解了這一嚴(yán)峻問題，為臨床工作人員的健康提供了更為堅實的保障。

 

4. 手術(shù)結(jié)果影響

 

提問：您是否觀察過手術(shù)平臺對病人術(shù)后產(chǎn)生的影響？對手術(shù)結(jié)果又有怎樣的影響？

2023年論文《Optimizing surgical alignment: intraoperative assessment of alignment using zero radiation, volumetric intelligence.》| 來源: Proprio

Gabriel Jones：一項對比研究顯示，與傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)相比，Paradigm系統(tǒng)在關(guān)鍵任務(wù)（如植入物放置）上所耗費的時間減少了50%。

雖然該特定任務(wù)僅占總手術(shù)時間的約20%，但其對整體手術(shù)時間的縮短具有顯著貢獻(xiàn)。在手術(shù)室管理中，減少手術(shù)時間對于降低手術(shù)室周轉(zhuǎn)時間至關(guān)重要，尤其是在頻繁發(fā)生換班或人員更替的醫(yī)療環(huán)境中，這種時間優(yōu)化顯得尤為關(guān)鍵。

 

最新動態(tài)

 

Gabriel Jones還表示，公司正在積極構(gòu)建臨床證據(jù)基礎(chǔ)，涵蓋摘要、口頭報告以及經(jīng)過同行評審的出版物，其中部分成果已在頂尖會議上展示。

加州大學(xué)伯克利分校的Ken Goldberg教授與直覺醫(yī)療 Intuitive Surgical 的Gary Guthart博士于2024年聯(lián)合提出了一種“增強(qiáng)靈巧性”方法。該方法通過人工智能驅(qū)動的實時輔助疊加技術(shù)，幫助外科醫(yī)生在手術(shù)過程中減少誤差并提升整體手術(shù)效果。

對此他認(rèn)為，技術(shù)應(yīng)當(dāng)是外科醫(yī)生的補(bǔ)充，而不是替代。機(jī)器人在重復(fù)性任務(wù)（如縫合）方面表現(xiàn)出色，但在處理復(fù)雜且微妙的情況時，它們?nèi)狈?chuàng)造力和關(guān)鍵問題解決能力。

 

關(guān)于Proprio

 

Proprio是一家專注于手術(shù)導(dǎo)航平臺研發(fā)的醫(yī)療技術(shù)公司，總部位于美國華盛頓州西雅圖。Proprio提供綜合了人工智能、計算機(jī)視覺、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實和機(jī)器人技術(shù)的專有平臺，在手術(shù)中創(chuàng)造了新的觀察方式。

Proprio 結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和 AR 來創(chuàng)建超精確的 3D 醫(yī)學(xué)圖像。成像工具可幫助外科醫(yī)生看清障礙物并與同事合作制定手術(shù)計劃。內(nèi)置的人工智能平臺還可以分析 3D 渲染并實時存儲和共享手術(shù)數(shù)據(jù)。Proprio 得到了領(lǐng)先的醫(yī)療保健和技術(shù)投資者的支持，包括 DCVC、BOLD Capital Partners、Bird B. AG、Cota Capital、英特爾和 HTC。