医用机器人和计算机

医用机器人和计算机

1992年11月7日，在美国加利福尼亚州的萨特综合医院，一个机器人帮助医生用人造关节置换了一个男人病变的髋。这是世界医学史上的创举。

这个机器人名叫“机器医生”，身高2.1米，有钢制的神经和一只比外科医生更稳的手，研制它的矫形外科医生巴加和兽医保罗花费了6年时间，耗资近1000万美元。在获准进行人体手术前，“机器医生”在狗身上进行了26次手术试验，术后只有一只狗死于其他不相干的原因，25只都活得好好的。在为患关节炎的64岁男病人移植人工髋时，“机器医生”使用一个小型旋转式切削刀具在病人股骨顶端切开一个正好适合金属髋植入的洞，它的发明人之一的巴加和一个医生小组与之配合，将人工髋植入洞内，完成了这个手术。美国每年做人工髋移植手术的有25万人，欧洲有25.5万人。巴加说“机器医生”参与的这次成功的手术可能为以后进行其他类型的机器人辅助外科手术铺平道路。果如其言，仅仅3个月以后的1993年2月，意大利米兰理工学院罗维塔教授研制的医用机器人又在眼科手术中担任了更为精细复杂的主刀任务。这个机器人高1米，用铝和钢制造，手术时由美国加州柏克莱眼科医院的医生，通过长途电话和电脑，进行远距离指导监察，手术室里则有一名有经验的医生在场协助。当这位主刀者做完手术，便谦虚地退到一边，让医生进行评估，据报道，手术平稳、细致、成功，病人情况良好。

机器人、计算机进入医学界远非90年代开始。早在60年代，中国科学家就开始研究“电脑专家”诊断疾病。他们把各地一些著名老中医的行医经验总结出来，编成程序储存在计算机里，成了“电脑中医”。这样既抢救、保存了著名老医生的宝贵经验，又不受时间、地点和个人因素限制，可以更方便地为病人诊断。其他国家也在研究各种计算机医生。美国盐湖城退伍军人管理局医院的精神病学家研究出了一种诊断精神病人的计算机程序。病人先由工作人员接待，然后请他进到一个房间，房间里只有他和计算机终端。计算机先询问例行的病人姓名、地址、社会保险号，然后提出一系列问题来测定人格因素、智商、妄想和情绪抑郁的程度，以及自杀倾向。这套计算机程序还包含许多分支，或称亚程序。如果病人在抑郁方面积分较高，计算机就会转到抑郁亚程序上来进一步询问他的具体抑郁情况。病人回答完最后一个问题后20分钟内，测验结果就可打出来，精神病医生据此很快便能确定病人的情况和需要何种治疗。也有由计算机一步到位的，它们综合各种情况提出治疗方案。令人意外的是，计算机正确诊断率和提出治疗方案的恰当程度竟高于编计算机程序的医生、被储存的名医医案。例如，在两组收住院的病人中进行的研究显示，计算机诊断的正确率高达96%，而医生诊断的正确率只有83%。

目前医院中使用计算机技术的医用设备名目繁多，分科细、效率高、准确性强。例如于70年代初问世的由电子计算机控制的X射线层面扫描机（简称CT），可围绕人体作360°连续扫描，把人体需检查的部分分成数以千计的点，通过X射线显像机，人体中小至5—10毫米的病灶，都能清晰地显示出来。人体脑、心、肝等器官即使有一点点器质性（即组织器官本身可见的变异）病变迹象，都逃不出CT视野。CT拍片还可判定肿瘤是良性还是恶性，为早期发现癌症提供了有力的侦察工具。它还可以诊断形形色色的其他疾病。目前CT已发展到第5代，检查所需时间由几分钟缩短到几秒钟，分辨率也大大提高了。

CT的工作原理和先进性在于，人体各部分组织对X射线吸收程度各不相同，癌组织和正常组织对X射线吸收的差别更大，用电子计算机一起来分层计算它们的吸收程度，有无癌变或癌变情形就可以迅速准确地识别出来。鉴于CT及其原理的发明、阐述对攻克癌症的功勋，发明人美国物理教师马克和英国电子学工程师洪斯菲德被授予1979年度诺贝尔生理学或医学奖。

机器人和计算机不仅用于诊断和治疗，还充当模拟生病的病人。70年代，用计算机进行治疗的主要倡导者、美国加州大学洛杉矶分校的精神病学教授和计算机专家柯尔贝邀请了一组精神病学家，通过电传打字来会诊一个病人。据称，那个病人在几百公里以外的一个医院里，他也用电传打字来诉说病状，回答医生的问题。诊断很顺利，精神病学家们汇聚集体智慧，提出了可行的治疗方案，他们中没有一个人怀疑过这个所谓的病人，实际上是柯尔贝设计的模拟狂想症患者的一套计算机程序。80年代加州一家电脑公司又研制出了一个模拟生病的电脑——机器人。它的形象、尺寸都如同一个成年人，表层还用塑料覆盖着肌肉和皮肤，看上去和逼真的人体模型差不多，但“这位先生”特别能干，能表现出人体的各种疾病症状，如咳嗽、呕吐、脉搏不规则跳动、呼吸急促、高血压和低血压、昏迷等等，甚至还会出现死亡症状。

生病电脑人的研制可用于病理研究和医学教学，以及模拟临床实习。

电脑还可用于帮助残疾人，如《人造器官面面观》一节里介绍的电脑驱动下肢，1993年1月，美国阿肯斯通公司生产出一种新型盲人电脑。只要把资料（书刊报纸等）放在电B6的扫描器上，揿动按钮，一分钟后，电脑就会用东欧口音的英语把资料内容逐字逐句地读给你听。这种电脑由兼容式个人电脑、扫描器和一个小型数字键盘3部分组成。它的工作原理是：用扫描技术读完一页资料。先把资料转换成光点图形储入电脑存储器里，然后启动单词扫描器，把光点图形变成单词，再转给语言合成器，语言合成器通过喇叭发声。可用于下肢截瘫患者的电脑控制的灵活轮椅也在研制中。

此外还有用于活络筋血的电子按摩手，帮助病人服药、做家务的机器人护士、佣人等等。计算机还参与设计新药，分析准速度快。

研制医用机器人、电脑的往往是精通计算机技术的医生，要么就是由计算机专家和医生合作。这方面的一些研究者预测，到21世纪中期以前，医用智能机器人，也即电脑医生甚至可能像主任医生、私人开业的医生那样独立地诊断，治疗疾病（当然还需要管理者协助以及应付意外情况）。他们举出了两个有力的论据：计算机的准确性比作为人的医生高；计算机不是人，有些病人更愿意向它们“倾诉”纯个人性的情况，也就是说病人对计算机更信任，表现得更诚实。正因为计算机与人的关系不带人情味，病人得到了更好的帮助。

当然，对于计算机完全充当医生的角色是否真的胜任、合适，科学家们的意见也并不统一。怀疑者不太相信计算机能精密细致到真正了解病人复杂、微妙的情况，另外会有多大比例的人习惯这种冷冰冰、公式化的医患关系呢。赞同计算机更积极地充当主角的专家则认为，经过不断改进计算机的精细程度还可以大大提高，装有巧妙程序的计算机也可以装得好像能了解、同情甚至安慰病人。比如它可以跟按约前来就诊的病人打招呼寒暄：“哈罗！你喜欢的棒球队赢了吗？你说过周三下午你要赶到球场当拉拉队，赢了就请琼斯和她的啤酒肚先生吃晚饭。你不在意我随意问问吧？”倡导者们还具体列出了计算机诊疗的若干优点：

1.费用少。计算机不用养家糊口，没有交际费用，收费会趋于便宜，一般中低收入的病人也支付得起。

2.便利。“会见”没有疲劳感的计算机，白天黑夜、星期天和假日都行，都可以安排。它不会在你头疼腰疼时自己却要去度周末或去探望姑妈一家，或者去玩地滚球而取消预约。

3.公允、不注意仪表、不批评人。计算机不在乎病人的穿着，没有人的好恶观点，客观、公正地对待所有病人。

4.记忆好，医生要诊治很多病人，还有诊室以外的人事关系、个人生活，因此，常常会忘记病人以前吐露的病况。与此相反，计算机却能储存病人的每一句话，随时可以查阅，回忆出的材料永远是完整的。

5.受信任。正因为计算机不是人，病人在坦白与疾病症状密切相关的个人缺陷、过错时，不感到那么难堪，没有太多的顾虑，更愿意说真话。而与医生面对面时可能就没有这么“童言无忌”了。在一组研究中，90%的病人声称他们宁愿把他们最触及个人的问题告诉计算机，而56%的人承认，他们对计算机比对医生更诚实。可以作为佐证的是，多数寻求心理咨询的人宁肯选择双方不见面、不公开姓名、地址、单位的热线电话交谈形式，而不是面对面的心理门诊。通过前一种方式，他们也谈得更从容深入融洽一些。显然，从另一方来说知情越详越真实，做出正确判断、提出可行建议的概率也更高。

6.关心病人。医生也有他个人的问题，有时候病人会觉得医生更关心的是他自身的事。或者太忙。脾气不大好。而计算机则永远百分之百地把注意力集中在病人身上，为你着想。

7.容易找到，可以弥补医生数量的不足。

需要说明的是，这种推论主要限定在精神病的治疗中。也不难找到运用计算机代替医生的弊病，比如有时候病人不管计算机多么客气、准确，他就是想跟活人谈谈，或者在医生充足、过剩的情况下，会加剧医生的失业。这些批评还可能从其他一些角度提出来。不过还是有些人会觉得，诊断更准确毕竟是更重要的事，再说跟一架计算机“谈谈”总比不跟任何人谈——找不到人、付不起费、人家没有时间、兴趣、耐心等等——要好些。在人际关系趋于紧张、疏远的当代社会里，甚至有人会认为，这样的计算机是他唯一可以进行一些心理感情交流的朋友，这种想法很阴郁，但比连这也没有稍好点。

总之，机器人和电脑已与医学结下不解之缘。

（澈　泉）