2024年12月06日发布 | 2111阅读

影领未来 利刃在握丨李佑祥教授谈神经介入发展、技术创新与未来趋势

李佑祥

首都医科大学附属北京天坛医院

达人收藏、周刊收录2项荣誉

在现代医学领域,神经介入科的发展日新月异,不断推动着脑血管病治疗技术的革新。首都医科大学附属北京天坛医院作为中国乃至全球神经外科的领军机构,其神经介入科的发展历程代表了中国乃至全球该领域的发展轨迹。自1985年起步,北京天坛医院神经介入科实现了国际领先水平的跨越,见证了神经介入技术从边缘到主流的转变。


脑医汇-神介资讯有幸邀请到首都医科大学附属北京天坛医院李佑祥教授进行独家采访,探讨神经介入手术技术的最新进展,包括飞利浦Azurion 7 B20的全新设计、SmartCT技术的改进、3D影像采集技术的改进,以及介入手术机器人的前沿研究。欢迎各位同道阅读,分享!














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李主任您好,能否跟我们分享一下北京天坛医院神经介入的发展及目前科室情况?


李佑祥教授

天坛医院在神经介入领域的发展史颇为复杂,其复杂性主要体现在医院的变迁历程中。神经介入科的起步可追溯至1985年,当时仅在一栋小楼的第三层拥有39张病床,其中一半用于放射治疗,另一半用于神经介入。每周仅进行两个半天的手术。自1990年代初期,随着吴中学教授从加拿大归来,以及我在1992年正式加入神经介入科,该科室正式建立。起初,科室由5名医生组成,后逐渐扩展至9名。到了2000年左右,我从美国学习归来,当时天坛医院的手术量在全国位居首位,每年动脉瘤手术约两三千例,而当时全国此类手术数量相对较少。


随着时间推移,天坛医院的神经介入科持续发展,直至2018年,由于地理位置限制,医院搬迁至南四环新址。在此期间,除了神经介入科外,医院还发展了急诊介入科,专注于取栓和颅内支架等治疗。神经介入科的床位数量增至70余张。新医院建成后,科室合并为两个病区,床位总数增至90张。至2018年,医院进行了改革,神经介入科被撤销。现在神经介入的重要性日益凸显,无论是在内科还是外科系统中,其在脑血管病的权重都显得极为重要。因此,天坛医院以疾病为中心,将神经介入科拆分为缺血和出血两个部分,出血部分回归神经外科,缺血部分回归神经内科。目前,天坛医院神经外科中脑血管病相关病区共有三个,不包括国际部,最少150张床位,除了神经介入外,还包括开刀手术。


从80年代至90年代,介入手术在100名患者中仅有一两例。到了2000年左右,介入手术的比例已增至一半左右。随着国际形势的发展,介入手术的比例进一步上升,目前对于动脉瘤患者,90%至95%选择介入治疗,剩余的少数选择开刀。因此,现代神经外科医生必须掌握介入技术,而年轻的介入医生也需掌握开刀的基本技能。在王忠诚院士的倡导下,天坛医院形成了神经介入科,吴中学教授和戴建平院长积极推动其发展。如今,赵继宗院士将神经外科与神经介入合并,为脑血管病治疗带来了飞跃性的发展,使患者能够获得更优质的治疗。


现在天坛医院的神经介入手术量可能仍居全国领先地位。据我在2015至2018年担任主任期间的数据显示,中国每年动脉瘤介入手术约5万例,目前可能已增至10万例。介入手术在基层医院的占比曾较高,因为发展外科较为困难,而介入手术相对简单,学习周期较短,培养外科医生较为困难,且医院配置各异。目前,包括天坛医院在内的大型中心,神经介入医生已成为主导力量,这代表了未来的趋势。


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您能谈谈DSA设备在神经介入手术中给到您怎么样的支持和帮助吗?


李佑祥教授

在介入治疗领域,迄今为止,治疗效果的好坏在很大程度上取决于所使用的材料。飞利浦在中国市场的占有量逐步增大。如今,在介入医生心中,飞利浦因其图像清晰、界面友好、操作便捷而备受青睐。在紧张的手术过程中,术者无需频繁查看屏幕,即可轻松进行放大、缩小等操作,这一点非常重要。友好的操作界面不会分散医生的注意力,也不会干扰手术过程,这对于医生来说是非常宝贵的。此外,透视的清晰度和图像质量也是至关重要的,尽管我们常常理所当然地认为图像质量是基本要求,但实际上飞利浦在这方面的表现确实出色。至于后期处理,虽然不是每次都需要,但在关键时刻,如测量和图像融合等,就显得尤为重要。随着时间的推移,尤其是神经介入领域,飞利浦因其卓越的性能逐渐成为首选。


Azurion 7 B20在国内多家医院已有应用,包括天坛医院。飞利浦最近的变革虽然让我一开始不太适应,但经过四五家医院的实践,我已经能够熟练操作。这种变革是必要的,是进步的体现,但也需要医生,包括飞利浦在内,去适应新的变化,认识到其优点,并改变习惯。


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针对神经介入而言,飞利浦Azurion 7 B20给您的体验怎么样?在实际手术中能给您怎么样的帮助?


李佑祥教授

大中板的设计对我们医生而言更加安全有效。我观察许多国外大型中心和知名教授的操作,他们始终在双位置下进行动脉瘤手术,这是一个非常好的习惯。因为在双位置操作时,两个板子可能会相互干扰,有时甚至无法顺利转动。我们在许多医院中发现,由于操作不当,增强器的保护壳被敲掉。所以这些小的改进可能在实际操作中为我们带来了更多的便利,正如我刚才提到的触摸屏的改进,使得操作更加顺手和友好,减少了医生的分心,使他们能够更专注于手术。特别是在介入手术中,与开刀手术不同,任何分心都可能导致严重后果,因此专注和友好的界面至关重要。



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能谈谈目前神经介入机器人的进展和未来方向吗?


李佑祥教授

介入治疗的定义,即在X线下进行血管内操作的过程,正在逐步演变。传统的治疗方法从开放式外科手术发展到腔镜外科,包括达芬奇机器人手术系统在内的立体定向技术,均属于传统外科范畴。介入治疗的出现标志着一场革命,它通过自然腔道和血管途径,其应用范围不断扩大,这一点是无可争议的。

尽管如此,目前的介入治疗仍然依赖于传统的X线透视技术,通过含有钡剂的材料显影来引导导管和导丝到达病变部位。全球的专家们,包括我在内,都在探索如何更安全有效地将导管和导丝送达病变部位,并使其与病变融合。我们的目标是减少对X线的依赖,因为X线对医生和患者都有潜在伤害。

未来的介入治疗将可能在X线监视下,结合智能系统,如带有超声功能的耗材,以及磁定位系统。通过在导管和导丝上安装柔性磁铁,我们可以利用外部磁场进行导航,使导管和导丝能够精确地到达细小的病变部位。在这种情况下,导管和导丝可以脱离连接,像导弹一样在磁力的引导下直接到达病变部位进行治疗,这些技术将使X线成为辅助系统。同时,激光技术能够将导管和导丝的精确位置误差控制在0.05毫米以内,并通过激光在血管壁的反射来获取血管的性质信息。通过将这些信息综合起来,结合术前的CT和MRI图像以及术中的DSA图像进行图像融合,我们可以构建一个多模态的“导弹治疗系统”,这将极大地提高治疗的安全性,这是我目前正在研究的方向之一。

目前,我们正在研究的血管介入机器人平台,能够将传统的床旁操作转变为主从操作模式。在这种模式下,医生通过操作主端操作杆,而从端则根据主端的操作进行响应。关键在于,该平台已经能够根据多模态信息制定出一套治疗计划,并通过工作站计算出最佳路径。从端操作将遵循这一路径,如果操作与预设路径不符,系统将发出提醒,类似于导航系统在驾驶过程中的指引。这对于经验丰富的医生而言,是一种辅助提醒;对于新手医生,则是一种警示。此外,该系统还能够通过不断的实践学习,积累经验,并不断优化其操作。

这样我们就将传统的依赖X线的系统转变为多模态系统平台。除了将床旁操作转变为主从操作以外,在技术进展方面,我们已经实现了从A点到B点的自动操作。例如,从髂动脉到左侧颈总动脉的导管导丝输送,只需选择两个点并确认,机器人便能自动且准确地完成输送任务。这一过程虽然看似简单,但与医生手动操作相比,机器人能够保证每一次操作的精确性,避免因人为因素导致的误差。机器人的操作一致性是其显著特点,而人类的操作则可能因个体差异和状态波动而不同。

因此,我们的研究进展在于构建了一个能够集成多模态信息的平台,并实现了自动识别和自动操作的功能。这种设备不仅将床旁操作转变为主从操作,保护医生免受射线伤害,而且通过学习整个过程,不断提高治疗的精确度。


这就是人工智能的优势,它不会退休,且永远优于任何一个医生,因为它集合了众多医生的经验和多模态信息,使手术不仅精准,而且能够实现预期之外的效果,这是机器人超越人类能力的地方。



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目前对于真正临床落地最大的挑战是什么?


李佑祥教授

最大的挑战可能并非技术本身,而是在于医生的想象力和场景构建。就像我们使用办公软件一样,关键在于我们用它来创造的内容,而非软件本身的制作过程。因此,目前真正的需求是将医生的经验和需求转化为工程语言,这正是我国目前所强调的医工结合。关键在于如何将医生的经验和需求转化为工程语言,并实现反馈给医生,以便他们进行验证。虽然听起来简单,但医生可能想象机器人能够自主地在血管中移动,实际上并非如此,工程是逐步实现的过程。


我们将需求分解成多个阶段,让工程团队逐步实现,然后将这些阶段拼接成医学动作,最终让医生和病人看到比传统方法更为高效的效果,这正是我们的目标,也是我们的核心价值。我们应致力于拓展医生的想象力,让医生具备更多的工程思维和语言能力,同时,我们的工程人员也在积极地向临床领域靠拢,寻找实际应用场景。目前,许多地方政府和国家都在进行场景研究,这是一个巨大的进步,非常重要,关键在于要有实际的应用场景。


现在我们将临床经验转化为创新理念,再转化为专利。这些专利随后被转化为产品,产品再转化为商品。但是将商品推向市场的过程较为漫长,涉及众多因素。我们在2023年完成了科技部项目,并获得了注册证书。但正如我前面强调的,场景研究至关重要,上市后的研究也同样重要,以确保产品能够适应手术室的需求,并使医生能够熟练使用并发挥其优势。这个过程需要较长时间。以汽车为例,从生产线到实际道路使用,需要与交通规则和相关部门进行协调,这一过程同样漫长。


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未来10年,在神经介入方向最应该投资或关注的领域是什么?


李佑祥教授

在医学领域,医生的职责与其他行业有着本质的不同。不同于卫星发射或芯片制造,医学的核心目标始终是治愈患者,从满足基本的健康需求到为更广泛的群体提供医疗服务。未来医学的发展方向应当是在培养医生和夯实基础的同时,紧跟时代步伐,融入多模态技术和人工智能。


同样在治疗方面,我们的目标是汇聚各种信息,并通过操作进行反馈。这种反馈不仅仅是力反馈,而是包括各种信息在内的综合反馈,使得治疗过程极为精准,几乎能够实现我们所设想的任何治疗方案,无需任何调整。


专家简介


李佑祥

首都医科大学附属北京天坛医院


医学博士,主任医师,首都医科大学博士研究生导师

现任首都医科大学附属北京天坛医院神经介入中心首席专家

北京市神经外科研究所神经介入研究室主任,北京市神经介入工程技术研究中心主任

中华医学会神经外科学分会神经介入学组组长,北京医师协会神经介入分会主任委员,中国卒中学会医疗质量与管理委员会副主任委员,北京市医院医疗器械管理专家委员会委员等职务

主要从事出血性脑血管疾病血管内介入栓塞的基础和临床研究。目前主持多项国家及省部级科研项目,包括国家重点研发“微创血管介入机器人”项目、国家科技支撑“863”项目、科技部对发展中国家科技援助项目、国家自然科学基金项目、卫生部科研专项、首都医学发展基金等。近年来在Stroke、AJNR、JNS、Surgical Neurology、Neuroradiology、Neurology Reseach等SCI期刊以第一或通讯作者发表论文50余篇,中文核心期刊学术论文50余篇,获得国家专利20项


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  • 1. 
    在神经介入手术中,如何根据不同的脑血管病类型选择合适的介入材料?其选择标准有哪些?
  • 2. 
    从1985年至今,天坛医院神经介入科的发展历程中,哪些关键的技术突破对提高手术成功率起到了决定性作用?
  • 3. 
    对于神经介入手术机器人的研发,如何确保其在复杂的血管环境下仍能保持高度的准确性和安全性?