外科新时代CCS视觉思维机器人外科的创新之源

“视觉思维”机器人外科的创新之源,周宁新火箭军总医院肝胆胃肠病研究所2016年第9届CCS年会及第4届机器人外科医师委员会年会,传承是时间与生命的契合,1982年与黄志强教授在重庆,2013年与黄志强院士在北京,黄老的手术意境,“意境”是指艺术创造所达到的一种能令人感悟无穷却又难以言传的境界,艺术教育成就科技水平,1957年10月4日前苏联成功发射人造卫星，在美国引起强烈震撼，认为空中技术落后于苏联究其原因在于教育，培养的人才缺少人文和艺术方面的素质。从1970年代起，在以哈佛、麻省理工、哥伦比亚等大学为代表的高等学校率先要求本科学生要用四分之一以上的时间学习艺术和人文科学。1994年，美国通过了2000年目标美国教育法，规定了艺术教育是基础教育的核心学科。这是美国在世界范围内首次以法律的形式将艺术教育提到空前重要的地位。教育要“少一点功利，多一些探索自然的兴趣” 爱因斯坦,1961年4月12日，尤里加加林乘“东方号”宇宙飞船人类历史上首次登上太空,外科学是科学与艺术的融合,美术的本质就是绘画-写生就是创作,外科的本质就是手术-手术就是创作,外科技艺源于解剖认知,从局部解剖学训练到外科手术是每个外科医师的必由之路,手术本身是外科医师视觉思维的训练过程,开放手术的经验（触觉记忆）是机器人手术触觉缺失的重要补偿,例1：肝胆管结石三次手术 女36y,例1：右后支肝管切除,例2：肝总管损伤炎性狭窄再手术直接吻合 女47y，术后5月,例3：肝门部胆管狭窄利用肝圆韧带扩大成型术 女48y，LC术后2月,例4：胆肠吻合拆除利用原空肠壁肝门胆管扩大成型术 女38y，LC胆肠吻合4月,例5：胰头囊腺癌手术切除男53y,例5：外科医师得天独厚的大体病理学知识的积累,胰头部囊内粘液,胰头部囊腔切面,外科医师职业自然的视觉化思维,开放与腔镜手术医师的视觉差异,术野暴露依靠牵拉切口空间传统术式手控能力强大优势的视觉+触觉定位能力,术野暴露依靠内镜视角空间探观区域大于实时操控力无触觉的微观视觉与意象,不同资历外科医师的视觉意象,“由技入道”外科医师意境升华,利用胆囊架桥的胆道生理重建术（肝门部胆管癌切除术）,术前,术后,例6：肝门胆管癌局部切除胆囊架桥胆道重建术后生存8年 男79y,利用“格式塔”视知觉模式定位,通过肠蠕动确定十二指肠残端,游离十二指肠残端其后切开胆管,例7：利用肠蠕动纠正胆总管定位错误进入正确间隙男56y （典型的“格式塔”视觉思维）,镜下极难定位寻找的胆总管,正常胆总管横切位置,异常肝门右旋位胆管壁增厚且空虚,例8：复杂多次胆道手术依靠全视觉下探寻胆总管的方法 女42y,受视觉启发后的胆总管十二指肠吻合改良新术式设计,新设计吻合方式,胆与肠壁吻合口比例,传统吻合方式,例9：胆总管十二指肠吻合术式改进设计减少术后胆道返流感染男71y,例10：胆总管内放置金属支架9年后取出 女56y,例11：胆总管下端癌放置金属支架三月后 男72y,机器人外科在肝门部胆管肿瘤诊疗中的优势明显（1）,例12：肝门部硬化性胆管炎，女52y，手术日期：2010-01-28,机器人外科在肝门部胆管肿瘤诊疗中的优势明显（2）,例13：肝门部胆管癌，男58y，手术日期：2009-09-04,人类是在极端的器官局限中劳作,人类感观真正能够获取的信息量仅占实现海量信息的百万分之一,而且我们的眼睛还会常常被欺骗！,“视觉思维”概念的由来,“视觉思维”是由美国哈佛大学心理学教授Rudolf Amheim于1968年在Visual Thinking一书中提出的书中不仅阐述了视知觉的理性功能问题，还提出了“视觉意象”（Visual Image）在创新思维中的重要作用与意义视觉思维理论已被应用在艺术、心理与教育等领域,创造性工作的思维特征,20世纪中全美著名数学家的一次问卷调查：在自己的创造性工作中使用何种类型的思维？结论是：大多数数学家的心理画面是视觉型和动觉型的。Rudolf Amheim,“一切知觉中都包含着思维，一切推理中都包含着直觉，一切观察中都包含着创造。”,观察是一种具有计划性、目的性和持久性的认识活动,“我没有突出的理解力，也没有过人的机智。只有在观察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细描述的能力上，我可能在众人之上。”达尔文达尔文坚持20多年记观察日记，终于写出物种起源。,逻辑：能帮我们证明而发现：却必须依靠直觉,爱因斯坦：真正可贵的因素是直觉。直觉思维是指不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的一种思维形式。,“直觉”源自早已沉积在内心深处的知识、情感和洞见,“视觉思维”理论源于“格式塔”心理学,“格式塔”是德文Gestalt的译音，英文译为Form（形式）或Shape（形状），均未能表达其准确含义。中文译为“完形”，心理学较接近原意。“格式塔”心理学20世纪初由麦克斯韦特海黙（M. Wertheimer）创立，突破了知觉与思维之间的严格界限，认为人在视知觉过程中，总会自然而然地将对观察物的经验与印象加入，以求观察物的结构完整或完形的特点。,图示：杯子口的圆形在观察者的印象中也一定是圆形的，他就会在脑中自然完整所见图形,创造性思维离不开的“视觉意象”,意象理论在中国起源很早，周易系辞已有“观物取象”、“立象以尽意”之说。原本是用来记录天地万物及其变化规律的，后来发展到历史、哲学范畴。诗学借用并引申之。这种创造意象的能力，永远是诗人的标志。黑格尔关于艺术的定义：“艺术的内容就是理念（意），艺术的形式就是诉诸感官的形象（象），艺术要把这两个方面调和成为一种自由的统一的整体。”,创造性思维离不开的“视觉意象”,意象不是我们所见物体的单纯复制成象，而是经过抽象思维及情感融入后对物体与物体之间本质的认识与感悟的物象。因此，视觉意象是视觉感性与理性思维融生的一种聚合物象。如中国古人以为：意是内在的抽象的心意，象是外在的具体的物象；意源于内心并借助于象来表达，象其实是意的寄托物。,视觉思维训练,美国斯坦福大学R.H. McKim认为视觉思维是借助三种视觉意象进行的：观看人们所看到的意象想象用心灵之窗想象所看到的意象构绘随意画成的东西，即组合与创绘,图解是视觉思维的一种工具,“没有图形就没有思考” 笛卡尔（创造三维坐标的人）,1619年，23岁的笛卡尔沉迷在画图、计算和思考之中，探索几何与代数的本质联系，这是数学史上的一次重大变革-解析几何思想的萌生。,图解可从整体把握问题并创造地思索问题,图解的功能：使构想一目了然并促使构想间的联系使构想生动灵活使构想具有逻辑性,黄老长期坚持自绘手术图谱,“视觉思维”的方式与效果,方式：包括思维导图、信息图和手绘笔记等。招数：全网搜集灵感搭建自己的图形词库有效的管理作品用最快的速度找到笔记立即开始手绘笔记，锻炼视觉思维效果：可以发现原本无知的结构模式和事物之间的联系预想出新的解决问题的方法或途径剖析事物深层原因与规律，梳理清楚自我的思维方向与目标做出更全面综合性的决定并有助于与其他人达成共识,为什么外科的困惑依旧？,肿瘤感染炎症创伤免疫微环境平衡,创新源于“探索性工具”,先有了手术刀才有外科医师先有了显微镜才有病理及微生物学先有了机器人才有机器人外科,把机器人仅视为“单纯工具”而非“探索性工具和途径”，你就不可能会有“创新思维”。,（周宁新 2015-11-11）,机器人手术是让外科医师转型思维方式的最佳机遇！,人类对疾病认识与现实的巨大差距外科学传统思维方式总面临新技术挑战机器人手术多了你就会发现自己在变化外科机器人是不会也不可能沿着工业机器人的老路走下去外科机器人的发展在于源头创新，而这必须有外科医师的参与 （周宁新 2015-11-11）,面对未知与困惑我们更需超现实的思考模式“想象力”,“想象力比知识更为重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推进着进步，并且是知识进化的源泉，严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”爱因斯坦论科学,揭秘活体组织与细胞的微观视觉将会成为机器人视觉外科的学科创新动力,机器人辅助下才可以承载活体微观多元视角与多层次的视觉探索,多点实时显微镜用于活体,多层次体腔内外的视觉定位,不了解人的人便