使用人工智能手术机器人实现肾结石手术中肾脏通路的自动化
经皮肾镜取石术(PCNL)是一种用于去除大肾结石的微创金标准手术。在PCNL中，创建一个从背部皮肤到肾脏的通路(称为肾通路)是一个至关重要但具有挑战性的步骤。无效的肾脏通路可导致严重的并发症，包括大出血、胸肠损伤、肾盂穿孔，甚至败血症。因此，需要多年的训练和实践才能有效地执行这一程序也就不足为奇了。pcnl -透视引导和超声引导有或无透视时，肾脏通路主要采用两种方式。两种方法都有相似的术后结果，但需要经验为基础的专业知识。
许多新的方法和技术正在试验和应用临床实践弥补技能要求上的差距。有些提供更好的成像指导，有些则提供精确的经皮通路。尽管如此，大多数技术对初学者来说仍然具有挑战性。这激发了由助理教授Kazumi Taguchi和Shuzo Hamamoto以及名古屋城市大学(NCU)医学科学研究生院(肾泌尿学)的主席兼教授Takahiro Yasui领导的研究团队，他们质疑人工智能是否为动力机械设备与传统超声制导相比，可用于改进制导。具体来说，他们想看看由新加坡医疗初创企业NDR medical Technology开发的人工智能设备“自动x射线针瞄准”(ANT-X)是否能在自动针头轨迹的同时，提供更好的经皮肾穿刺精度。
该团队进行了一项随机、单盲、对照试验，比较了他们的机器人辅助荧光引导(RAF)方法与超声引导的PCNL方法。这项试验的结果于2022年5月13日在网上公布，并于2022年6月13日在《科学》杂志上发表泌尿学杂志．田口博士说:“这是第一个在PCNL中比较RAF与传统超声引导肾通路的人类研究，也是ANT-X的第一个临床应用。”
该试验于2020年1月至2021年5月在NCU医院进行，共有71名患者，其中36名在RAF组，35名在超声组。该研究的主要终点为单次穿刺成功，次要终点为无结石率(SFR)、并发症发生率、肾脏通路期间测量的参数和透视时间。
超声组和RAF组单次穿刺成功率分别为34%和50%。RAF组平均穿刺次数(1.82次)明显少于超声组(2.51次)。在14.3%的超声引导病例中，由于操作困难，住院医师无法获得肾脏通路，需要更换外科医生。然而，没有一个皇家空军案例面临这个问题。RAF组中位针穿刺时间也显著缩短(5.5分钟vs. 8.0分钟)。其他次要结果无显著差异。这些结果表明，使用RAF指导减少了平均针刺次数0.73次。
PCNL中多发肾通路与术后并发症直接相关，包括肾功能下降。因此，ANT-X所显示的低针头穿刺频率和较短的穿刺时间可能为患者提供更好的长期疗效。虽然实际的PCNL是由RAF组和超声组的住院医生执行的，但肾脏通路是由RAF组的一名新手外科医生使用ANT-X创建的。这证明了新型机器人设备的安全性和便利性，它可能会减少外科医生的培训负担，并允许更多的医院提供PCNL手术。
田口博士概述了他们的RAF设备的潜在优势，他说:“ANT-X简化了一个复杂的程序，就像PCNL，使更多的医生更容易执行，并帮助更多的患者在这个过程中。作为一种人工智能驱动的机器人技术，这项技术可能为类似的介入手术自动化铺平道路，可以缩短手术时间，减轻高级医生的负担，还可能减少并发症的发生。”有了这样有希望的结果，ANT-X和其他类似的机器人辅助平台可能成为泌尿学和其他医学领域经皮手术的未来。
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