聯(lián)想創(chuàng)投“未來午餐會”第二季一期：AI讓專家“走出”三甲醫(yī)院

一場手術，就像一場醫(yī)生和患者的“闖關游戲”，尤其是精密的骨科關節(jié)手術，我們都希望能夠讓最富有經(jīng)驗的醫(yī)生操刀，達成 “無感”的術后完美效果。但是現(xiàn)實中，骨科人工關節(jié)置換手術難度大、風險高，醫(yī)生的臨床決策和術中執(zhí)行會直接影響手術結果，因此該類關節(jié)置換手術基本上只能在大型三甲醫(yī)院開展。為承受起“生命之重”，通過人工智能、3D打印和手術導航技術，結合頂尖臨床專家經(jīng)驗，能夠完成精確的術前規(guī)劃和個體化定制手術方案，幫助醫(yī)生顯著縮短手術時間，達成更理想的術后康復效果，消除骨科患者對于關節(jié)置換術后并發(fā)癥的擔憂。

圍繞智慧醫(yī)療領域，在本期未來午餐會欄目中，我們邀請到長木谷董事長兼CEO張逸凌博士，共同探索在骨科領域進行手術輔助的科技奧秘，以及如何借助技術的力量實現(xiàn)醫(yī)療下沉，讓天下沒有難做的手術。

以下根據(jù)未來午餐會直播對話整理：

一臺完美的骨科手術，醫(yī)生和患者需要闖幾道關？

Eva：大型外科手術以前主要是靠醫(yī)生的手感來完成，需要經(jīng)過哪些重重“考驗”？患者又需要經(jīng)過怎么樣的看診過程？

張逸凌：長木谷聚焦骨科關節(jié)置換人工智能與手術導航解決方案。隨著人口老齡化增加，關節(jié)病患者在中國成為了一個非常大的人群。中國關節(jié)疾病患者大約有2億，作為關節(jié)疾病患者的終極治療手段，2019年中國約有90-100萬患者會接受人工關節(jié)置換手術，而且這類手術每年有20-25%的高增長率。

目前，在這類手術中，醫(yī)生術前大多還是參照二維的X光片，以及個人的經(jīng)驗來還原和預測患者的三維骨骼結構，并在有經(jīng)驗醫(yī)生的腦海里進行手術規(guī)劃，直到在手術臺上把關節(jié)打開，才有機會去測量患病關節(jié)實際的情況，往往術中需要花費非常多的時間嘗試不同大小的人工關節(jié)和組配關系，而且每家人工關節(jié)廠商的假體型號與參數(shù)都不一樣。醫(yī)生在手術中的臨床決策和操作執(zhí)行會直接影響手術效果，手術難度大、風險高，基本上只能在大型三甲醫(yī)院開展。

普通老百姓都希望去大醫(yī)院找大專家做這種手術，不希望在基層醫(yī)院做。基層醫(yī)生如果臨床經(jīng)驗不是很豐富，術后并發(fā)癥就會非常多。最常見的就是兩條腿一長一短，患者基本上不能站直，還可能會出現(xiàn)跛行、疼痛，甚至脫位等手術失敗的情況。

但是專家級的臨床資源非常欠缺，優(yōu)質(zhì)的醫(yī)生資源都集中在大城市的大醫(yī)院，患者想要看到大專家可能要等好幾周甚至幾個月。

Eva：由此看來，創(chuàng)新技術不僅是能解決一個醫(yī)療問題，也是幫助解決社會上的一些現(xiàn)象級問題。長木谷手術導航解決的是什么樣的問題？

張逸凌：醫(yī)療科技企業(yè)通過創(chuàng)新技術，實際上解決的是社會性問題。

從醫(yī)生的角度來看，首先他們的培養(yǎng)周期非常長。

在中國一個好的醫(yī)學生想畢業(yè)從事骨科和關節(jié)領域的工作，基本需要五年本科、三年碩士、三年博士，再加上三到五年的規(guī)培，通過住院醫(yī)師的輪轉(zhuǎn)與?？频呐囵B(yǎng)，到副高的時候大多已經(jīng)40歲以上了。關節(jié)屬于骨科領域非常精細的學科，這樣的醫(yī)生培養(yǎng)周期只會更長。

第二，醫(yī)生即使培養(yǎng)成功了，在大醫(yī)院的工作負荷也是非常重的，一天門診可能會有200-300個病人需要診治。

第三是大醫(yī)院床位也非常緊張，像北京301、協(xié)和、積水潭、中日友好這樣的大三甲醫(yī)院，骨科床位都是非常少的，排隊的患者卻是成千上萬。所以我們的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源真的是非常稀缺。

從患者的角度來說，大家都希望追求好的治療效果，如果手術做得不精準，術后并發(fā)癥會為患者帶來更大的負擔。在骨科關節(jié)領域，實現(xiàn)把手術做完之后，達到最理想的“forgotten joint”效果，就是忘記自己換過了人工關節(jié)，感覺不到了。但想要達到這個效果，就取決于臨床醫(yī)生的手術規(guī)劃與操作了。

其中，一方面是醫(yī)生的術前規(guī)劃，是按照一個標準，還是個體化定制手術方案；另一方面就是醫(yī)生實際操作的精準性，是個體化定制精準截骨，還是按照一個標準截骨。這樣來看，患者手術的效果都會有非常大的差異。我們希望將人工關節(jié)置換手術精準化，標準化，個體化，這是我們做人工智能和手術導航的初衷。

智能規(guī)劃與導航，能否“百發(fā)百中”？

Eva：目前，智能規(guī)劃與導航在骨科手術中的應用達到了什么水平？

張逸凌：在手術前期規(guī)劃等領域來看，人工關節(jié)置換手術的前期規(guī)劃系統(tǒng)已經(jīng)在不斷發(fā)展，從第一代基于膠片模板的手工測量，第二代歐美目前普遍使用的、基于數(shù)字化模板的二維規(guī)劃（如OrthoView、SmartJoint、AIVIEW系統(tǒng)），發(fā)展到了第三代基于CT進行三維重建，通過立體定向?qū)崿F(xiàn)更精準的手術規(guī)劃。

但現(xiàn)在基本上中國的醫(yī)院還在第一代方法階段，據(jù)了解應該不超過20家中國醫(yī)院在用第二代方案。而第三代技術很前沿，需要非常強的工程師團隊，對圖像進行數(shù)字化建模，個體化為患者進行設計，但這樣的團隊不僅需要工科的工程背景，更需要骨科關節(jié)的醫(yī)學背景，即精通工程建模，又精通關節(jié)手術，這樣專業(yè)的醫(yī)工結合團隊十分稀缺，比起每年超過100萬需要做手術的患者，這樣的優(yōu)秀團隊全中國不超過10個。加上現(xiàn)在中國三甲醫(yī)院骨科床位非常緊張，床位周轉(zhuǎn)率很高，這項技術并不適合中國國情，很難在臨床大規(guī)模推廣，人力、時間與資金成本都非常高。

我們團隊在美國哈佛大學醫(yī)學院讀博士后時看到了這個趨勢，聯(lián)合了斯坦福大學的AI團隊，利用人工智能+3D打印+手術導航技術，并結合大數(shù)據(jù)與臨床醫(yī)生專家經(jīng)驗，把原來2-3周的專業(yè)規(guī)劃時間縮短到3-5分鐘。目前，AIJoint項目已經(jīng)在國家骨科臨床與運動康復臨床醫(yī)學研究中心正式啟動，在中國100多家大型三甲醫(yī)院開展多中心合作，包括北京301醫(yī)院，北京協(xié)和醫(yī)院，北京積水潭醫(yī)院、中日友好醫(yī)院等，未來有機會在中國大面積推廣。我相信這項技術不僅是在中國，在全世界也能廣泛地推廣。希望我們能聯(lián)合中國的專家共同研發(fā)出中國智造，世界領先的產(chǎn)品，與歐美的國際巨頭企業(yè)同場競技。

Eva：長木谷的解決方案有什么特別之處？其中人工智能發(fā)揮了怎樣的作用？

張逸凌：長木谷的解決方案包括兩大塊，人工智能三維手術計劃系統(tǒng)和手術導航系統(tǒng)?；谌斯ぶ悄艿氖中g計劃系統(tǒng)就像一個超級大腦，可以學習專家經(jīng)驗，輔助醫(yī)生思考、制定手術設計；支持個體化定制的手術導航系統(tǒng)就像是一個機器手。機器腦加機器手，共同幫助醫(yī)生在術中按照手術計劃的方案精準實施。

我們產(chǎn)品線主要包括 AI系統(tǒng)、3D打印系統(tǒng)和手術導航系統(tǒng)。

人工智能首先承擔圖像處理的作用，將二維的骨科圖像轉(zhuǎn)成三維，1000多張圖片疊加在一起成為三維的圖像，只需要30-60秒，精準度可達到97%以上。

其次AI會輔助解剖點識別，人工智能可以自動識別、計算關節(jié)的空間解剖結構、大小，幫助判斷應該使用怎樣的假體。

第三，就是通過數(shù)據(jù)的機器學習。通過收集專家反饋的案例數(shù)據(jù)，讓機器學習這些專家經(jīng)驗，隨著數(shù)據(jù)量的積累，這些機器會越來越聰明、越來越精準，學到這些專家的理念、想法與經(jīng)驗，就可以在未來給年輕醫(yī)生、基層醫(yī)生提供手術建議和指導。

Eva：是不是未來更多醫(yī)院、醫(yī)生的經(jīng)驗被記錄與積累，將會讓機器學習更加完善？

張逸凌：是的。我們最近半年合作的三甲醫(yī)院數(shù)量已經(jīng)超過了100家。隨著專家數(shù)量越來越多，不同專家的不同經(jīng)驗我們都會積累下來，而且也有不同地區(qū)的不同案例。機器學習越精準，對基層醫(yī)生或年輕醫(yī)生能起到更好的指導作用?？傮w而言，AIJOINT人工智能系統(tǒng)對臨床幫助的精準度已經(jīng)達到93.5%，是國際領先的水平了。

在術前如果人工智能已經(jīng)幫醫(yī)生設計好了，術中就不需要再考慮上千種排列組合，直接參考設計方案去執(zhí)行，術中需要調(diào)整的次數(shù)減少，手術時間能得到有效縮短，這樣直接帶來的是手術出血減少，風險降低。

另外，如果術前設計很精準，醫(yī)生就不再需要做術中透視，對醫(yī)生和患者都能減少輻射影響。

對患者來說，手術更精準，就能夠更快康復，臨床療效好，住院時間減少，整體費用也會降低。

簡單來說，有了人工智能與手術導航的幫助，骨科手術時間能得到有效縮短，手術執(zhí)行更精準，愈后效果也會更好。

人工智能讓專家“走出”三甲醫(yī)院

Eva：智慧醫(yī)療確實與每個人的健康息息相關?，F(xiàn)代醫(yī)療加上人工智能可以讓關節(jié)手術的前期規(guī)劃更精準，術中準確率得到提升，愈后效果也更好。每個個體健康的提升，都會對整個社會的醫(yī)患矛盾解決起到很好的作用。同時，這項技術可以幫助基層醫(yī)生在自己的醫(yī)院開展更多高難度手術。所以其實很多社會大問題，都可以通過科技在某個具體領域的發(fā)展去解決，促進對人的關懷和生活質(zhì)量的提升。

張逸凌：長木谷希望通過創(chuàng)新技術，真真正正實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療的下沉。

我們國家一直希望分級診療，但對于這種大手術，如果真的把患者分到基層，醫(yī)生如果不具備手術能力，其實對雙方都是負擔，也會讓患者不信任基層醫(yī)療系統(tǒng)。

長木谷希望通過更智能的方法，把優(yōu)秀醫(yī)生的經(jīng)驗復制出來，將眾多頂級專家?guī)资甑慕?jīng)驗匯聚起來，復制成一套人工智能與手術導航系統(tǒng)，就可以無限復用到基層，讓基層醫(yī)生具備做這些高難度手術的能力，把手術做得更精準，可以媲美專家醫(yī)生。未來更多普通老百姓就能在當?shù)刈龅骄珳实氖中g，用更少的花費得到更好的醫(yī)療服務。通過這項技術能有效優(yōu)化手術的全流程，進一步降低整體的費用，讓更多的患者能及時進入手術治療階段，獲得更好的康復效果，這對于國家來說是真真正正實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)醫(yī)療的下沉。