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AI助推骨科学迅猛发展
□裴国献

       2006年我们提出数字骨科学概念以来,数字骨科学的建设与发展已走过了17年的发展历程。数字骨科学作为计算机科学与骨科学交叉融合的产物,汇聚了人体解剖学、立体几何学、生物力学、材料学、信息学、电子学和机械工程学等多学科知识。近几年来有关计算机辅助导航、5G通信技术、扩展现实、手术机器人以及机器学习和深度学习等前沿人工智能技术,为骨科领域带来了巨大的创新和变革,推动了骨科学科的快速发展,继而智能骨科应运而生。智能骨科是数字骨科的进阶,是数字骨科发展的高级阶段。

       目前,数字化、智能化技术已经广泛应用于骨科临床实践,如在影像诊断中自动检测骨折、辅助临床决策,以及通过大数据分析评估骨科疾病风险,利用骨科机器人技术和集成专家经验的手术规划等。5G技术的应用使得远程会诊和远程手术成为可能,XR技术则为骨科手术规划、训练和远程直播提供了全新的解决方案。未来,随着AI等尖端技术的不断演进和成熟,智能骨科技术的应用范围将进一步扩大,深入渗透到临床诊疗、教育培训、科研试验各个领域,为建立新的医学范式提供强有力的支撑。我国骨科机器人技术最近五年发展极为迅速,骨科机器人手术已用于骨科所有亚专科,如脊柱外科、关节外科、创伤骨科、运动医学科、骨肿瘤科、小儿骨科、足踝外科、手外科等。经过大量的临床实践,确实显示了骨科手术机器人的精准定位、微创操作、手术时间短、手术效果好的优越性。

       2023年AI领域迎来了又一次飞跃,ChatGPT(人工智能聊天机器人程序)模型问世,它的成功预示着强AI时代的到来。ChatGPT是一款突破性的自然语言处理大模型,它凭借强大的计算能力和海量数据训练,成功地克服了AI的多个瓶颈,具备了生成准确、自然的人类语言文本的能力,从而能够与人类进行自然、流畅的对话。继ChatGPT之后,全球众多科技巨头也纷纷推出了自己的生成式AI模型。Gemini(双子星)大模型便是其中之一,它能够处理图像、音频、视频和文本等多模态数据,展现了多模态AI的强大潜力。在生物技术领域,科学家们利用类似ChatGPT的深度学习语言模型Progen(蛋白质生成语言模型)进行蛋白质工程研究,首次实现了AI预测蛋白质合成。同时临床医生们可以采用ChatGPT对疾病提出最新的诊断治疗意见、规划治疗方案。这一突破性进展被一些研究者视为诺贝尔奖级别的科学进步。AI技术的迅猛发展几乎不可阻挡,毫无疑问这项革命性技术将从各个领域全方位地重塑人类文明。

       展望未来,智能技术的飞速发展将为骨科领域带来翻天覆地的变革。尽管许多技术尚处于研发阶段、距离广泛的临床应用还有一段距离,但临床医生正在积极参与到研发过程中,以临床需求为导向解决实际应用中的“最后一公里”问题,这将是实现技术创新和突破的关键一步。总体而言,智能技术的交叉融合是外科研究的未来发展趋势。这些技术将推动骨科向全流程智能化转型,尽管在技术成熟度和应用方面仍存在挑战,医工交叉合作将是关键的趋势和解决路径。随着融合探索的层层推进,我们有足够的理由相信,智能技术将在骨科领域掀起一场划时代的变革,它将成为重塑骨科诊疗范式的关键技术体系,必将助推骨科学的发展再跃上一个新的台阶。(作者系南方科技大学医学院讲席教授、博导,南方科技大学粤港澳智能医疗创新研究院院长)