长江日报大武汉客户端1月16日讯1月15日上午10时，武汉儿童医院6楼手术室，天津大学机构学与机器人系统实验室研究团队正观摩一场小儿骨科手术，为双方合作的AI机器人超声导航项目收集数据。医生将B超探头放到患儿手臂的皮肤表面，旁边的电脑屏幕中就出现了骨折处的骨骼图像，供医生判断复位效果。“今后用电脑对病灶处图像进行3D建模，机器人能更精准地为医生导航。”实验室团队成员、助理研究员刘传耙表示。
前不久，武汉儿童医院小儿骨科团队的另一项相关创新研究，在第二届湖北省生命健康科技创新创业大赛总决赛中获得银奖。该项目设备通过环形探头360度采集信号，可将超声二维图像转化为三维图像，让医生对病灶处一目了然，从而精准诊治。
“如果将12年前我们在国际首创的‘超声替代X光引导手术’看作创新的1.0版本，那么，现在将超声从平面图变为立体图，以及人工智能的进一步介入，则是将创新带入2.0阶段。”该院小儿骨科主任沈先涛期待，与国内顶尖团队的合作，可充分发挥双方优势，快速推动科技创新，早日将融合成果应用与临床，惠及更多儿童。
沈先涛及团队在为患儿做手术（资料图）。
创新！国际首创绿色技术
让五千多名患儿少“吃”射线
15日上午开展的这台手术，患儿是12岁男孩小晟（化名）。他在锻炼时摔伤左臂，桡骨、尺骨双双骨折。术中，沈先涛带领团队为小晟做微创手术，沿着骨骼“插入”钢针，再将骨折处复位“对齐”，最后打上石膏固定。复位过程中，医生反复查看B超图像，确保骨折处复位精准。得知术后3个月就可“抽出”钢针，皮肤表面只留下针眼大小的疤痕，家长感激不已。
研究显示，意外伤害是儿童健康的“头号杀手”，而骨折是最常见的儿童意外伤害之一。沈先涛介绍，以手臂骨折为例，如果按照传统治疗方案，从做检查、确诊，到手术复位，需要拍不少X光片，还要开刀手术，打入钢板进行固定，创伤较大，术后孩子手臂上会留下约5厘米长的刀口。
“刚参加工作的那几年，我经常陪患儿去做检查，发现对于儿童骨折的诊断，B超具有独特优势。”沈先涛告诉长江日报记者，不少儿童骨折发生在骨头两端的骨骺处，这种透明软骨发生损伤后，X射线可以直接穿过，让医生难以捕捉，治疗难度加大；但它在超声下却显示得很清晰。
沈先涛大胆推想，如果做手术时用B超来查看情况，不仅看得清楚，医生还可以在术中边复位边观察，在脑海里重建病灶立体结构，治疗精准度更高。
沈先涛（右一）对照电脑屏幕上的B超图像，判断患儿骨折复位情况（资料图）。
从2012年起，沈先涛团队尝试应用“超声引导微创治疗儿童创伤骨折”。他们将B超机搬进手术室，创新性使用肌骨超声技术替代术中X线透视定位，采用闭合微创复位手术，实现了无需开刀和避免辐射风险的目标。这项创新在当时属于国际首创，先后获得“全国小儿外科手术技能大赛一等奖”“湖北职工创新成果评选一等奖”等奖项，目前仍处于国际领先地位。
12年来，沈先涛团队已经完成5000多例基于肌骨超声技术的儿童骨折微创治疗手术，最小的患儿出生仅3天。
变超声平面图为立体图
破解新技术推广“瓶颈”
一位患儿家长令沈先涛至今难忘。炎炎夏日，孩子爸爸却穿着长袖上衣，卷起袖子后，蜷曲的手臂上留有长长的手术疤痕。他告诉沈先涛，小时候手臂骨折，受到当时医疗条件限制，骨头愈合畸形，留下终生遗憾。孩子发生手臂骨折后，这位爸爸多方打听，特意赶来武汉求医，“不想孩子走我的老路”。
沈先涛为患儿做了手术。术后随访，孩子骨骼愈合理想，也没有留下显眼的手术疤痕，他的爸爸非常欣慰。
“要推广新技术，满足更多患儿需求。”此后，沈先涛每次外出交流、讲学，积极介绍新技术及创新思路，呼吁同行一起开展研究。2016年，武汉儿童医院牵头成立湖北省儿科医疗联盟，借助此平台，沈先涛通过专题讲座、学习班、“师带徒”等方式，将新技术推广到基层医院。目前，“超声引导微创治疗儿童创伤骨折”技术已在省内外近十家医院开展应用。
沈先涛（右一）对照电脑屏幕上的B超图像，判断患儿骨折复位情况（资料图）。
但在面向基层医疗机构的推广过程中，沈先涛发现，识读超声图像时，需要医生具备对多个标准平面图像进行采集、评估的能力，学习曲线太长。针对这一“瓶颈”，医院联合华中科技大学丁明跃教授团队，建立医企校三方联合攻关机制，研发出应用声断层成像技术进行肌骨成像的设备，通过环形探头360度采集信号，将超声的二维平面图转化为三维立体图，让临床医生简单直观地获取病灶信息，实现精准诊治，在一定程度上破解了推广难题。
2023年11月30日，在湖北省卫生健康委员会主办的第二届生命健康科技创新创业大赛总决赛中，这个《用于儿童骨折精准、微创诊疗的超声断层成像技术的研究》项目获得银奖。
借助人工智能再突破
让超声为医生术中导航
“创新的脚步一直未停。”沈先涛说，围绕临床需求，近年来，团队将肌骨超声技术运用于儿童关节畸形、创伤诊疗、步态分析等20多项新技术上，进一步扩大了超声检查的应用病种。
近年来，沈先涛团队还致力于探索向人工智能方向转化。目前，他们与天津大学机构学与机器人系统实验室开展医工融合，研发超声手术导航系统。通过收集大量病例及图片数据，将医生临床经验量化，供计算机学习后，设计超声导航系统，在术中为医生提供实时导航。
“到那时，把B超探头放到皮肤上，屏幕上就会显示出3D图像，手术机器人会跟汽车导航一样，根据实际情况和规划路径，主动提醒医生怎样操作，让折断的骨头精准复位。”沈先涛期待，产品能早日面世，让手术做起来更快、更精准。
“我们到天津的实验室去考察过，实验室团队也多次来武汉交流。看好超声的便捷、绿色优势，双方团队都认为AI机器人术中导航项目的应用前景非常广阔。”沈先涛认为，在“健康中国2030”战略背景下，人工智能、手术机器人已成为医工交叉融合的热点领域，研究信心充足；而面向人民健康进行研究，是创新的永恒目标。
（长江日报记者王春岚 通讯员高琛琛 薛源 官笑涵 视频/记者王春岚）
【编辑：余丽娜】
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