远程手术室装上“黑匣子”（医工前沿）

来源：人民日报海外版

术中协同及质控机器人MIRACQ。

北京安贞医院供图

贡鸣指着MIRACQ机器人传回的手术室画面讲解。

本报记者 陈静文摄

过去，开放手术留存影像，常常靠人举机跟拍，画面晃动。即便安装固定术野镜头，视野也常会被术者、器械遮挡。更棘手的是，视频画面与监护数据无法对齐，术后复盘大多依靠医生记忆拼凑。虽然已有能够实现多源数据同屏融合的数字化手术室，但其改造成本高昂、部署复杂，很难普及到基层。

有没有一台设备，能像飞机黑匣子那样，将术中影像、各类临床数据严丝合缝“锁”在同一条时间轴，并且易于部署？

答案是由首都医科大学附属北京安贞医院联合北京航空航天大学等单位共同研发的多通道术中协同及质控机器人MIRACQ——它的名字接近英文单词“奇迹”的发音，被业内称作手术室里的“黑匣子”。它不仅能满足上述需求，用于手术质控、教学回放，还可以支持远程手术指导。

近日，MIRACQ机器人在北京与云南保山之间架起了一座“云上桥梁”——在北京安贞医院心力衰竭与瓣膜外科中心示教室里，屏幕上分格回传着云南保山市人民医院里的一场二尖瓣置换手术术野特写、监护仪波形、超声心动图与手术室全景。屏幕前，北京安贞医院的心外科专家紧盯主刀操作，不时提出建议，声音通过云端，直抵两千公里外的手术台。

跨越千里的手术实时指导

“雅永，换瓣之前先缝左心耳，不然待会儿不好牵拉。”

“明白，贡主任。”

“后叶钙化那块，剪的时候角度立起来点，别平着走，小心后壁。”

“好的，我给他修仔细一点，尽量多保留。”

这段手术实时对话，发生在北京安贞医院心力衰竭与瓣膜外科中心主任贡鸣与主刀医师——昆明市延安医院心脏大血管外科副主任医师张雅永之间。

云南保山毗邻中缅边境。61岁患者杨先生，被胸闷憋气折磨了半年，走几步路就喘不上气。一查才发现，他心脏内的血流“阀门”二尖瓣出现中度狭窄合并重度关闭不全，导致血液反流，心脏负荷持续加重。

贡鸣介绍，我国的二尖瓣病变在农村及南方潮湿地区更为多见，诱因多为链球菌感染引起的风湿热。二尖瓣置换，作为治疗重度二尖瓣病变的常见术式，需要在体外循环、心脏停搏条件下实施，属于四级高难度心脏手术。

放在以往，杨先生需要前往昆明等大城市接受手术。这一次，曾在国家心血管疾病临床医学研究中心云南省分中心进修的张雅永带队来到保山，与当地医务人员同台开展手术。借助MIRACQ机器人的“千里眼”和“顺风耳”，国家级心血管中心专家宛如站在台前，手术团队、患者及其家属都感觉踏实不少。

二尖瓣置换完毕，杨先生的心脏恢复了自主有力跳动，手术成功。

在张雅永看来，MIRACQ机器人带来的直观改变，是偏远地区患者不用再跨省求医。以往，严重的心脏病患者在辗转到大城市就医的路途中，万一突发心力衰竭加重，可能连手术机会都没有。而随着区域医疗中心建设和远程医疗技术的逐步推广，这类四级手术正在向县域下沉。患者在家门口就能接受与国家级中心同标准的手术，生命安全更有保障，也省去了路上花费，这与国家“大病不出省”的医疗改革方向不谋而合。

“今天我们指导保山做手术，下周还要指导青海的一台大血管手术。目前国内一些边远地区只有很少的医疗机构能做心脏外科手术，需要更多医疗资源和远程力量的支持。”贡鸣说。

科技助推医疗资源下沉

MIRACQ机器人是如何做到这一切的？贡鸣用3个字总结其技术优势。

全——这是多模态数据的硬核支撑。回传画面中，术野里瓣叶的每一次颤动，都对应着左侧监护仪上的心率、血压波形以及超声切面的变化。这是因为该设备能够收集手术室内方方面面的信息，起到全景式记录的“黑匣子”作用。外科操作、监护仪、体外循环机、麻醉机、超声仪等所有数据，汇集在同一条时间轴上，能让专家在异地看见和感知与现场完全同步的信息，为远程手术质控奠定了数据化基础。

快——这是医疗资源下沉的保障线、远程指导的生命线。

首先是部署快。无需像传统数字化手术室那样提前布设光纤、改造吊塔，只要推车进场、插电连接，3分钟即可完成部署。

其次是传输快，低延迟，便于远程及时指导外科处置。“二尖瓣手术最怕左室后壁破裂，那是灾难性的并发症。”贡鸣指着屏幕解释，“左心室收缩压极高，一旦操作失误，心脏裂口会迅速蔓延，几秒钟就能致命。”为降低远距离输送的信号延迟，MIRACQ机器人采用与体育赛事直播同源的信号聚合技术，将5G、4G及有线网络多路打包传输，把延时压缩至200毫秒以内——这个速度已经低于人类肉眼感知阈值，让远程专家看到的画面与现场同频，为生死博弈多抢出一点反应时间。

活——这是机械臂的智能突围。无影灯下，手持或固定摄像头都容易被医生或器械遮挡。而MIRACQ机器人的自研三自由度机械臂搭载有雷达测距与AI术野追踪算法，当主刀低头遮挡或器械横穿画面时，它会自动调整云台角度重新锁定焦点，“聪明地自己找空子钻”。机械臂1.8米的伸展范围、25倍光学变焦，配合4K/1080P的高清回传，让毫米级血管清晰可见。

从师带徒到数字教材

作为MIRACQ机器人牵头研发者之一，北京安贞医院党委副书记、院长张宏家介绍，目前该机器人已在全国多家医院落地，累计记录手术2.5万余例。他对MIRACQ机器人的期待不止于实时指导，更在于长期教学和质控管理。

“外科系统的人才培养主要通过师傅带徒弟。徒弟悟性高不高、老师教得好不好，直接影响人才成长速度。”张宏家说，传统模式下，一台手术看完就过了，学生想复盘都找不到完整资料，基层医生想学高难度手术则更加困难。而MIRACQ机器人“就像飞机的黑匣子，出了问题能追溯，平时能用来教学，把手术过程变成了可回溯的数字教材”。就拿二尖瓣置换术来说，从建立体外循环、心脏停搏，到剪除病变瓣膜、植入人工瓣膜，再到复跳评估，每一步操作、每一组数据变化，都是很有价值的临床教学素材。

张宏家认为，这种基于详尽数据的复盘，将推动我国心血管外科的质量管理从关注“终末指标”转向关注“过程指标”，从“经验质控”走向“数据质控”。

记者了解到，北京安贞医院正在推进MIRACQ机器人的进一步升级，一方面优化多模态融合能力，另一方面推动技术向更多科室延伸。“心脏外科是所有外科中复杂度最高的领域之一，既然这套系统能适配心脏手术，普外科、骨科、眼科等科室也一定能用。”张宏家说。

也许在不远的将来，这样的“黑匣子”将成为各级医院手术室里的基础设施，以全景式数据记录强化外科质量管控、支撑远程诊疗，用科技力量守护百姓生命健康。