近日一个早晨，Joseph Osorio医生走进手术室，准备为患者脊柱植入六枚手术螺钉，他似乎毫不担心螺钉的放置位置和尺寸是由人工智能软件推荐的。
Osorio是西海岸首位开始使用美敦力(Medtronic)新型"Stealth AXiS"手术机器人系统的神经外科医生。他在拉霍亚(La Jolla)的加州大学圣地亚哥分校健康中心雅各布斯医疗中心(Jacobs Medical Center)进行了一例脊柱融合手术，治疗退行性脊柱侧弯，通过在患者下脊柱三个椎骨上固定两根小型定制金属棒来完成手术。
该手术流程始于CT扫描，确定需要加固的脊柱部位。一个程序分析了生成的三维图像，使用基于以往成功手术信息训练的AI模型，不仅确定了螺钉应该放置的位置，还规划了最佳插入路径。
拥有数千例此类手术经验的Osorio是经认证的神经外科医生，在加州大学旧金山分校完成外科住院医师培训后，又在哥伦比亚大学完成了专科培训，完全有能力在不依赖技术的情况下做出这些决定。那么，为什么还要使用算法来规划这些关键但常规的细节呢？
他表示，这种工具的实用性类似于许多人现在使用AI写作工具的体验。软件可以快速将人们带到他们想要表达的核心区域。
"你可能会说，'给我写一段关于这个的段落'，它会减少你的时间，但你可能仍然需要更改一些词语，添加逗号，调整句子...本质上，这里的AI就是这样做的，"Osorio说。
在此特定案例中，AI系统对螺钉长度和直径的建议似乎非常准确，使协助手术的众多外科技术人员能够提前准备适当的器械。不过，建议的位置确实需要稍作调整。
"调整幅度很小，非常小，大概只有一两毫米的调整，"Osorio说。
他还补充说，AI自动规划功能在患者健康保险公司不支付术前CT扫描费用的情况下更为有用，这意味着引导图像必须在手术当天患者已在手术室被麻醉后才能获取。
一旦由合格外科医生创建并批准数字手术计划，手术机器人可以使用摄像头和电磁传感器系统，通过初始X光片与每位患者的解剖结构匹配，将其机械臂移动到每个螺钉位置，在精确角度放置钻孔导向器，将每个锚点放在正确位置。在这里，AI也在工作，将先前记录的X光片与实时传感器数据进行比较，以补偿可能发生的任何患者移动。
这是美敦力之前"Mazor"机器人螺钉系统的进化版，该系统已经通过传感器和摄像头实现了减少手术中X光图像需求的解剖导航水平。其他医疗设备公司也推出了类似系统，随着整个行业开始将此类增强功能视为进入市场的基本要求，这些系统都集成了AI功能——这个市场一直竞争激烈。
患者可能会疑惑，这种向AI引导的推动是否是好事。毕竟，这项技术曾因能够"幻觉"出令人信服但不正确的细节而登上头条。
ECRI是一个致力于提高医疗保健患者安全性和成本效益的独立非营利组织，一直在关注这些系统的发展。
在一封电子邮件中，ECRI设备、治疗和技术副总裁Scott Lucas表示，该组织不会对任何个别案例或程序发表评论，但发现AI系统确实有其优点。
"我们可以说，AI在支持成像、规划、导航以及脊柱手术等技术要求高的手术中的精确度方面似乎特别有帮助，"Lucas说。"这些工具可以通过多种方式帮助外科医生，包括根据患者解剖结构定制手术程序，提高植入物放置和对准的一致性。"
话虽如此，这位高管明确表示，盲目忠诚不可取。他认为，在这些早期阶段，AI辅助应较少直接参与手术，必须有明确的路径让外科医生验证其算法助手执行的工作。
"使用得当，AI可以加强手术安全性；如果没有适当的治理、人工监督、培训和监控，它可能会引入新的风险，包括过度依赖、工作流程中断、规划错误或自动化偏见，"Lucas说。
他补充说，这种偏见发生在外科医生"未能识别技术错误时"。
Osorio表示，他认为他现在每周使用的这个新系统中内置的制衡机制确实给了他坚实的检查点，以确保机器不会产生"幻觉"。虽然螺钉放置计算会自动计算简单放置，但对于特别复杂的情况，如与正常解剖结构显著偏离的情况，则不会进行操作。
"如果图像中的东西没有完美对齐，或者系统收到异常反馈，它将拒绝在该通道中放置螺钉，"Osorio说。"因此，它只在符合最高标准的位置提供建议，而且仍然需要外科医生验证每个层级。"
美敦力确认，AI现在还参与用于将机器人手臂移动到正确位置以插入螺钉的计算，以及对任何患者移动进行实时校正。
Osorio说，在这方面，也有方法可以验证机器人的计算是否指向正确的椎骨，尽管这种微创手术在插入螺钉前不会暴露目标骨。
外科医生使用椎骨后部称为棘突的骨性突起来检查机器人的准确性，在这个标志物上放置特殊的导航环，以验证计算机计算位置屏幕显示的内容与机器人手臂位置相匹配。
"一个非常常见的说法是'信任但需验证'，"Osorio说。
虽然机器人脊柱手术是最新的开始AI集成的过程，但其他系统已经在膝关节和髋关节置换、泌尿外科手术以及普通外科的某些方面做出了类似的举措。
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