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圖｜論文官網(wǎng)首頁(yè)圖
在基層醫(yī)院，支氣管異物吸入往往是最令人揪心的突發(fā)狀況。異物卡在氣道里，幾分鐘內(nèi)就可能危及生命。常規(guī)處置依賴支氣管鏡手術(shù)，而要做到既快又準(zhǔn)，通常需要術(shù)前CT定位與經(jīng)驗(yàn)豐富的?？漆t(yī)生。然而，這樣的資源在社區(qū)與欠發(fā)達(dá)地區(qū)極為稀缺，很多病人因此錯(cuò)過(guò)黃金救治時(shí)間。 浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Science Robotics》發(fā)表的最新研究提出了一種解決方案：一臺(tái)價(jià)格低于5000美元、重量不到2公斤、僅靠攝像頭即可自主導(dǎo)航的AI支氣管鏡機(jī)器人，通過(guò)5G把千里之外的專家“接進(jìn)來(lái)”，實(shí)現(xiàn)無(wú)CT條件下的AI自主搜索與遠(yuǎn)程醫(yī)生協(xié)作取異物，為基層急救開(kāi)辟了新的可能。
圖｜系統(tǒng)整體架構(gòu)圖，展示本地機(jī)器人+遠(yuǎn)程醫(yī)生+5G協(xié)作流程
一．研究特點(diǎn) 無(wú)需CT，千里之外也能精準(zhǔn)取異物 這臺(tái)機(jī)器人專為基層和資源不足地區(qū)設(shè)計(jì)，核心亮點(diǎn)在于AI搜索、醫(yī)生取出的高效分工模式。AI承擔(dān)最耗時(shí)、最容易讓人疲勞的全肺搜索和術(shù)后回撤，醫(yī)生只在定位到異物時(shí)接管完成取出，從而最大化利用專家時(shí)間，并降低現(xiàn)場(chǎng)操作門檻。 整機(jī)采用3.3毫米直徑導(dǎo)管與1毫米活檢鉗，模塊化設(shè)計(jì)便攜可移動(dòng)，成本控制在5000美元以內(nèi)。最大優(yōu)勢(shì)是完全不依賴CT或外部定位系統(tǒng)，而是通過(guò)鏡下視頻實(shí)時(shí)構(gòu)建支氣管“地圖”，邊走邊規(guī)劃搜索路徑，實(shí)現(xiàn)全肺覆蓋的自主導(dǎo)航。 圖｜AI代理與樹(shù)狀記憶結(jié)構(gòu)工作流程圖 二．研究方法 研究團(tuán)隊(duì)將“人類醫(yī)生的空間記憶”抽象成樹(shù)狀長(zhǎng)期記憶（Tree-Like Memory Bank, TLMB），結(jié)合深度優(yōu)先搜索（DFS）策略與策略神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Policy Network），實(shí)現(xiàn)“去哪兒”和“怎么走”的協(xié)同決策。在訓(xùn)練階段，他們使用CT重建的三維氣道模型構(gòu)建仿真環(huán)境，利用“虛擬專家”生成標(biāo)注數(shù)據(jù)，并通過(guò)風(fēng)格遷移和域隨機(jī)化技術(shù)，讓網(wǎng)絡(luò)能從仿真無(wú)縫過(guò)渡到真實(shí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)零樣本上手操作。 在仿真和體外模型測(cè)試中，AI在相同時(shí)間內(nèi)覆蓋的氣道分支比資深專家更多，且操作軌跡更貼近氣道中心線，降低了氣道壁損傷風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)管與氣道壁的接觸力在非接觸轉(zhuǎn)向時(shí)低于0.4牛頓，處于臨床可接受范圍。 圖｜活體實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景與手術(shù)時(shí)間對(duì)比 為了驗(yàn)證遠(yuǎn)程可行性，團(tuán)隊(duì)在杭州和成都相距1500公里的兩地進(jìn)行了5G遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)測(cè)試表明端到端時(shí)延約40毫秒，圖像丟幀率極低；在呼吸模擬下，本地與遠(yuǎn)程的異物抓取成功率無(wú)顯著差異。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷超過(guò)5秒時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)收回鉗夾，由本地AI將導(dǎo)管安全帶回氣管主干等待醫(yī)生判斷。 在活體小型豬實(shí)驗(yàn)中，AI在淺層氣道與專家表現(xiàn)相當(dāng)，但在深層分支明顯占優(yōu)：抵達(dá)第七代氣道僅需約300秒，抵達(dá)第十代氣道僅340秒，比專家快約三分之一。相比CT引導(dǎo)流程，AI方案將手術(shù)總時(shí)長(zhǎng)從42分鐘縮短至4.7分鐘。 三．未來(lái)展望 這項(xiàng)技術(shù)為基層醫(yī)院、偏遠(yuǎn)地區(qū)、戰(zhàn)地醫(yī)療等場(chǎng)景提供了新的急救手段。它的低成本、便攜性與可遠(yuǎn)程協(xié)作特性，意味著即使沒(méi)有大型影像設(shè)備與?？漆t(yī)生，也能及時(shí)開(kāi)展高質(zhì)量的異物取出手術(shù)。 未來(lái)的優(yōu)化方向包括：引入觸覺(jué)反饋以提升復(fù)雜異物抓取成功率；優(yōu)化末端執(zhí)行器以適應(yīng)更多形狀和材質(zhì)的異物；將技術(shù)推廣到消化道及其他內(nèi)窺手術(shù)領(lǐng)域；并與區(qū)域醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，建立“AI+醫(yī)生”的分布式急救體系，讓頂級(jí)醫(yī)療資源惠及更多患者。 小編銳評(píng)： 這項(xiàng)研究不僅是一次醫(yī)療器械的升級(jí)，更是醫(yī)療模式的革新。AI不再只是輔助工具，而是與醫(yī)生平等協(xié)作的“虛擬同事”，將頂尖醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)跨越地理限制傳遞給最需要的人。在醫(yī)療資源分布極不均衡的現(xiàn)實(shí)背景下，這種低成本、可遠(yuǎn)程部署的智能機(jī)器人有望成為基層急救的新常態(tài)。 它所改變的，并不是把CT和專家“淘汰”掉，而是讓原本因條件不足而無(wú)法開(kāi)展的手術(shù)變得可行。在急診里，多一條安全可行的“B計(jì)劃”，往往意味著多挽回一條生命。 特別聲明：智慧醫(yī)療網(wǎng)轉(zhuǎn)載其他網(wǎng)站內(nèi)容，出于傳遞更多信息而非盈利之目的，同時(shí)并不代表贊成其觀點(diǎn)或證實(shí)其描述，內(nèi)容僅供參考。版權(quán)歸原作者所有，若有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。 凡來(lái)源注明智慧醫(yī)療網(wǎng)的內(nèi)容為智慧醫(yī)療網(wǎng)原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載需獲授權(quán)。
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