对话肝脏外科专家范宁：联手“医、工、信”，融合五大方向！打造精准智能外科手术设备

肝脏，作为人体内最大的实体器官，其重量在一般成年人中为1.2~1.5千克，在进行肝移植手术时，为了全面显露手术区域及便于管道重建，传统上需要制造一条长达40至50厘米的切口，这在外科手术中堪称规模之最。

随着科学技术的发展进步，“大器官移植和手术微创化”已经成为肝脏外科手术两大发展方向。“微创理念在肝脏外科中的应用愈发广泛，以更小的创伤实现更高效的治疗效果。与此同时，大器官移植作为另一大发展方向，同样承载着无数患者重获新生的希望。”广东省中医院大德路总院肝移植外科主任医师范宁表示。

具体而言，上腹部器官移植特别是肝脏移植，需要在上腹部切开“人”型刀口（切断两侧腹部肌肉群，切除部分剑突），创伤大。目的是植入供肝时充分显露肝上血管缝合点，而对于大供肝和窄肋弓的受者，仍然有部分病人显露不佳。

相比之下，微创手术则展现出了其独特的视觉优势:在狭小空间内利用多重视角，能够完成近距离精细操作。对于肝上下腔静脉血管的重建，主刀在狭小的空间内缝合，助手用操作杆可以比开放手术用手扒肝脏产生出更大的空间用于缝合。微创手术所有手术人员能够看到同一手术视野，保障手术团队协同配合，步调一致。此外，微创手术后病人伤口并发症少，康复快。

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优化外科手术器械，布局五大研究方向

微创技术在肝移植手术中的应用虽然前景广阔，却也伴随着挑战：其精细操作往往导致手术时间延长和效率下降，影响其运用于肝移植供肝植入手术。这一局限主要归因于当前微创器械难以高效、安全地执行全腹腔镜下的供肝植入手术。而要实现这一领域的突破，还必须攻克一系列技术难题和器械限制，包括无肝期大血管（腔静脉和门静脉）控制、供肝快速置入、术野显露，体内器官快速移位导致损伤、出血且止血困难，血管无法快速、精细吻合导致无肝期时间较长以及器官无法冷保存等问题。

因此，研发专用微创器械及其配套装置，并对手术技术进行针对性优化，已成为突破上述瓶颈、实现全腹腔镜下供肝植入、推动肝移植手术技术再次飞跃的迫切需求。

范宁教授告诉动脉网：“完全腹腔镜下供肝植入手术目前世界范围内只有 2 例成功病例(均为右半肝)，于 2021 年在韩国完成，供肝从下腹部供者耻骨上横切口取出并从受者耻骨上横切口置入右上腹。由于手术时间较长，出血量较多，虽然病人得到快速康复，但仍然有许多专家质疑该手术的合理性。”

当前，该领域正处于技术瓶颈期，尽管微创手术在活体肝移植供体获取方面已积累丰富经验，并在国际及国内多个医疗中心成为常规术式，但在受体供肝植入方面，技术难题依然严峻，亟待攻克。

例如，微创手术通常仅依靠4个操作杆进入体内作业，而传统的开放肝移植手术则能容纳四人共8只手在手术视野内操作。在供肝植入过程中，仅凭操作杆完成这一复杂任务面临着诸多挑战。为此，范宁教授已研发出相关器械，并通过动物实验验证了其有效性，正逐步推动肝移植手术向微创化迈进。如今，仅需一个能够容纳肝脏的小切口，即可成功完成高难度的肝移植手术，这无疑标志着外科领域的一次重大革新。

更重要的是，范宁教授将手术设备的创新与升级视为核心环节。截止目前，他们已布局五大研究方向，涵盖“器官移植手术微创化相关手术设备”、“实时肝脏手术导航系统及机器人”、“提高复杂肝胆外科手术效率及精准性的相关设备”、“儿童肝移植中的模拟区域供肝获取与植入评测系统及相关设备”，以及“手术标本图像AI识别及肿瘤异质性智能分级评估设备”，并成功申请了超过30项专利。

范宁教授向动脉网透露，尽管每位肝脏外科专家在手术中都有自己独特的路径和经验，但这些宝贵的经验尚未被转化为机器人工智能可识别的模式。因此，团队正致力于将这些专家经验转化为可复制、标量化的手术路径，以实现肝脏外科手术的更高精准度。

同时，团队还结合柔性器官手术机器人和换药机器人等创新设备，执行外科日常工作中繁琐且精细的任务，如病房内病人的伤口换药等。借助导航研究和算法专家的系统研发，这些机器人将能够更精准地执行任务，从而减轻医护人员的工作负担。

在器官移植面临的器官短缺问题上，范宁教授正研发一种创新的肝脏分割技术。通过算法专家与影像专家的跨学科合作，团队致力于实现肝脏的数字医学分割，并确保一个肝脏能够满足三位受者的需求。

针对影像与病理诊断的挑战，范宁教授指出，当前影像组学在术前预测肿瘤特性方面存在瓶颈，即影像与术后病理切片之间难以实现精确对应。因此，研究团队正通过工程研究、算法研究以及AI技术的介入，探索术前影像中肿瘤状态与术后病理结果之间的对应关系。这将为肿瘤的早期诊断和治疗提供有力依据，进一步推动精准医疗的发展。

范宁教授强调：“尽管五大研究方向各自独立，但它们之间存在着紧密的内在联系。其中，肝脏手术的实时导航技术的逐步成熟可以带动其他方向的发展，为精准肝脏外科的整体进步提供支撑。”

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多方携手合作，加速精准外科产业化

谈及成果转化的初衷，范宁教授坦言：“作为一名外科医生，我始终将技术成果转化视为一项至关重要的使命，渴望通过先进技术手段，将外科专家的精湛手术技巧和标准化流程传递给更多年轻医生，以推动医学事业的持续发展。”

为了实现这一目标，范宁教授率先组建了一支由7位主任级医师和10余位中青年主治医生构成的外科专家团队，并与华南理工大学以及业内头部企业形成医、工、信专家联盟。这一联盟不仅确保了研究工作紧密贴合临床实际需求，还为科学家、工程师及人工智能领域的专家提出了研究方向。

在2024年，团队更是成功中标了广东省发展改革委员会发布的工程研究中心项目，并在此基础上筹建省级成果转化平台——精准智能外科手术设备广东省工程研究中心。

在产业链整合方面，范宁团队同样表现出色。他们成功汇聚了广州、深圳、佛山、苏州等地的多家创新企业，如专注于外科磁导航机器人领域的头部企业，引领广州、深圳、浙江、江苏等省份的企业加入联盟，加速了项目的产业化进程，为当地经济的发展注入了新的增长点。

范宁教授表示，这是一个多团队协同合作的创新转化模式。不同团队之间的磨合主要体现在三个方面：一是组建专家团队联盟，从技术层面构建起坚实的框架，确保导航系统能够精准满足当前临床需求；二是针对企业在生产过程中遇到的实际难题，团队会及时与专家团队进行深入沟通，共同寻找解决方案；三是在项目实施到一定阶段时，团队会启动项目团队的介入，对项目进行全面评估，并引入投资公司为整个系统的运作和商业化探索出一条可行的路径。

尚骏投资合伙人陈奕群向动脉网透露，未来尚骏也会从品牌构建以及投融资方面去支持范宁主任团队进行成果转化。

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已获迈瑞支持，预计3-5年内推出产品

据了解，2024年，团队与多家企业携手推进“国产分离型超声刀在微创手术中的应用研究”。其中，迈瑞公司作为重要合作伙伴，已通过与广东省科技厅的省企联合项目，为该课题研究提供了资金支持。

范宁教授表示，这是一个良好的开端，团队正积极考虑将相关专利整合成技术包，通过许可或共同孵化的方式，与更多企业建立深入合作关系，共同推动技术的产业化进程。

展望未来，研究团队在2025年将启动多项重要计划。在导航机器人领域，将推出原型样机，为外科手术带来更加精准、高效的辅助工具。

同时，在大器官植入手术微创化方向上，团队已在2023年完成了40多例动物实验研究，并成功验证了17项相关专利，实现了多项创新器械的验证和优化。此外，在大器官数字影像分割技术方面，团队正积极与国内外企业保持密切联系，共同探索前沿技术的应用前景。而影像与病理相结合的研究，则通过重大课题的推动，不断加速研发进程。

范宁教授强调，作为工程中心的五大技术平台，团队预计在3-5年内，将陆续推出商业化产品，为医疗科技领域注入新的活力，推动行业的高质量发展。

*封面图片来源：123rf

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