从颅脑手术到人工智能:神经外科肿瘤手术的范式重构与挑战
发布时间:2026-09-16   |   来源:中国微侵袭神经外科杂志
关键词: 颅脑手术 人工智能 神经外科

作者:范立丁,徐松柏,吉林大学第一医院神经肿瘤外科


神经外科手术终极目标是平衡肿瘤切除范围与神经功能保全,这一目标正被影像引导、微创手术及人工智能与机器人技术融合。术中影像导航已从静态解剖评估升级到动态功能代谢监测:5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,5-ALA)荧光引导技术可提升高级别胶质瘤全切率,静息态功能MRI 成像(resting state functional MRI,rs-fMRI)突破患者配合限制,为胶质瘤分子分型预测提供精准功能学支持等。这些技术共同构建起“可视、可量、可预测”的精准手术平台。


微创手术技术演进聚焦于功能保全与入路精简化的双重突破。清醒开颅术在功能区肿瘤切除中可提高切除率、降低神经功能缺损发生率及改善术后癫痫控制效果。锁孔入路技术在显著降低手术侵袭性的同时提高患者满意度。内镜技术突破性进展尤其体现在颅底手术领域:内镜经鼻入路在颅咽管瘤的全切率更优,而且有着更高视力改善率;增强现实(augmented reality,AR)导航系统结合内镜技术更进一步降低颈内动脉损伤率和脑脊液漏发生率。


三维可视化与扩展现实技术则进一步提升微创操作的临床价值。值得注意的是立体定向放射外科(stereotactic radiosurgery,SRS)作为非侵入性替代方案,不仅对脑转移瘤有着良好局部控制率,而且较全脑放疗降低认知损伤风险,凸显其在多模态治疗中的重要地位。


人工智能与机器人技术的协同正重新定义神经外科手术的精度边界与决策流程。机器学习模型通过影像特征分析,探索肿瘤全切的可行性;强化学习算法则不断优化颅底肿瘤手术入路。卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)不仅提高胶质瘤亚型分级准确率,更加速术中肿瘤的分级诊断;纳米孔DNA 测序系统Sturgeon 可在90 min 内提供甲基化分型,缩短决策延迟。


ROSA 机器人辅助立体脑电图(stereoelectroencephalography,sEEG)电极定位,减小误差;NeuroBlate 系统协助术中MRI 完成3 500 例安全操作;我国团队开发的DBS 电极植入机器人使手术时间缩短40%。技术落地的伦理治理与经济模型是制约临床转化的关键因素,核心关键包括技术准确性、算法偏见、患者隐私保护及责任归属界定。


模型幻觉(如大语言模型生成虚构医学证据)、训练数据偏差引发的健康公平问题,以及责任界定模糊与技术投入维护的经济壁垒,均为突出隐患。这些问题需通过构建“技术-伦理-经济”三角平衡体系解决,如探索机器人共享租赁模式、建立“人机责任共担”保险池及通过算法迭代优化模型泛化能力神经外科智能化变革的未来路径,需以临床价值为核心导向,聚焦人机交互瓶颈突破。


在AI 日趋蓬勃的时代,医学体系应适当引入AI 评价系统,为手术技能等操作性医疗行为提供客观评价标准。综上所述,神经外科终将走向“人类主导、AI 辅助”的协作范式,使技术进步惠及全球患者。


来源:范立丁,徐松柏.从颅脑手术到人工智能:神经外科肿瘤手术的范式重构与挑战[J].中国微侵袭神经外科杂志,2025,29(11):693.


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