现代医学的发展史，某种意义上就是技术赋能的历史。从显微镜打开了微观世界的大门，到X射线让我们得以透视人体，每一次技术突破都极大地扩展了医学的边界。如今，人工智能正以更加深刻的方式融入医疗领域，从辅助诊断到手术治疗，从康复训练到疾病预防，一场智能医疗革命正在北京乃至全国的医疗机构中悄然展开。

精准之手：手术室里的AI助手

传统的外科手术依赖医生的眼、手、脑的高度协调，而今天的手术室里，人工智能正成为医生的“超级助手”。在北京大学首钢医院，一台名为“术锐”的国产单孔手术机器人正在完成一台复杂的胆道手术。患者此前接受过肿瘤切除手术，术后出现胆道问题需要再次干预。

主刀医生介绍，这类再次手术往往比首次手术更具挑战性，因为内部结构已发生改变，还有术后粘连。但有了手术机器人的辅助，医生坐在几米外的操作台前，通过高清3D视野操控机械臂，就能精准完成手术。

这台手术机器人的核心创新在于其蛇形机械臂设计，能够实现360度旋转，突破了人类手腕的生理限制。医生表示，以往实施胰十二指肠切除术这类复杂手术时，通常需要25厘米长的切口。而如今借助单孔机器人技术，仅通过一个2.5厘米的入口即可完成。这不仅仅是切口大小的改变，更是患者创伤减小、恢复加快的重要突破。

为了验证机器人的精度，研发团队曾设计了一个极具挑战性的测试：让机械臂剥离生鹌鹑蛋的蛋壳，同时保持蛋膜完好。这项测试成功地展示了机器人在精细操作方面的卓越能力，预示着在真实手术中能够更好地保护患者的神经和血管。

更值得关注的是，这款手术机器人代表了国产高端医疗设备的突破。长期以来，全球手术机器人市场被美国产品垄断。国产手术机器人的成功研发和应用，不仅降低了医疗成本，也为中国患者提供了更多选择。2025年8月，该机器人获得欧盟CE认证，成为亚洲首款通过该认证的全科室单孔手术机器人。

重建连接：脑机接口打开康复新通道

对于脊髓损伤导致瘫痪的患者而言，重新获得运动能力曾是一个遥不可及的梦想。而今，脑机接口技术正在将这个梦想变为现实。

脑机接口的概念，早在20世纪中叶便已萌芽。其核心思想是建立一种不依赖于外周神经和肌肉的正常输出通路，而是通过解读大脑神经活动信号，实现人脑与外部设备（如计算机、机械臂）的直接“对话”。

在北京宣武医院，35岁的患者小张接受了脑机接口植入手术。六年前的车祸导致她四肢瘫痪，如今通过植入大脑运动功能区的电极，她已能够重新操控外部设备。这项技术的基本原理是在大脑特定功能区植入电极，以捕捉神经信号，随后经解码转化为控制指令，从而实现对外部设备的操控。专家指出，该技术为脊髓损伤患者构建了一条外部神经环路，以辅助治疗，这为神经功能的重建开辟了新的可能性。

这并不是孤例。29岁的患者王志明接受了“北脑一号”脑机接口植入后，参与了“脑机接口+脊髓电刺激+外骨骼”联合训练。仅用三个月时间，这位曾经完全依赖轮椅的患者，已经能够借助支具重新站立行走。

脑机接口技术的本质上是构建一条绕过受损脊髓的“信息高速公路”。当人产生一个运动意图（例如“我想抬手”）时，大脑皮层相应的运动功能区（如初级运动皮层）的神经元集群会产生特定的电活动模式。对于完全性脊髓损伤患者，这些指令信号在脊髓处“中断”，无法传递至肢体肌肉。

植入式脑机接口技术通过在患者大脑运动功能区表面或内部植入微电极阵列（如柔性薄膜电极），充当超高灵敏度的“神经信号麦克风”。这些电极能够实时、精准地捕获神经元放电的微小电信号。随后，这些原始的神经电信号被传输至体外的信号处理单元。

依赖于先进的信号处理和机器学习算法，系统对采集到的高维、复杂的神经信号进行解码，破译其中所编码的运动意图信息（如想要移动的方向、速度、力度等）。这就像在嘈杂的音乐厅中，不仅要听清每一种乐器的声音，还要理解它们组合起来所表达的旋律。解码后的意图被转化为计算机或外部机械设备（如机械臂、外骨骼、电脑光标）能够识别的标准化控制指令，从而实现“意念操控”。

这一过程实际上为患者构建了一条全新的、“体外”的神经信息环路。大脑信号被捕获、解读，并用于驱动外部设备执行动作，同时，设备执行的视觉或本体感觉反馈又能通过常规感觉通路（如视觉）传回大脑，形成某种形式的闭环。这种闭环对于诱导神经可塑性、促进神经功能的重建或代偿，具有潜在的重要意义。

传统康复方式以被动训练为主，而脑机接口技术通过引入患者的主动想象，为神经重塑注入了关键动力，从而显著提升了康复效率。这种基于主动参与的康复模式，不仅加快了康复进程，也有效增强了患者的信心与治疗依从性。

技术层面上，中国的脑机接口研究取得了重要进展。“北脑一号”系统采用了厚度仅6微米的柔性电极，拥有128个采集位点。如果我们把大脑比作一个交响乐厅，其中每个神经元都在发出独特的音符。而科学家所研发的电极就类似于高灵敏度麦克风，能够精准捕捉这些微弱的神经信号。

智慧诊断：AI赋能医学影像与疾病筛查

在诊断领域，人工智能同样展现出了巨大潜力。传统的医学影像诊断依赖医生的经验和眼力，而今AI算法能够在某些方面达到甚至超过人类专家的水平。

在北京邮电大学的实验室里，研究人员开发出了一款小型化智能磁共振成像设备。与传统设备相比，其体积大幅减小，成本显著降低，使得磁共振检查能够更广泛地应用于基层医疗机构。通过设备小型化，不仅能提升对金属植入物的兼容性，也使其更适合在社区医院等基层医疗机构进行部署。

然而，设备小型化带来的挑战是图像质量可能下降。为此，研究团队开发了专门的AI算法，将高场强设备的图像经验迁移到低场强设备，显著提升了图像清晰度。这一创新使得高质量医学影像技术更加普惠可及。

在疾病早期筛查方面，人工智能同样发挥着重要作用。针对阿尔茨海默病等神经退行性疾病，北京邮电大学的科研团队开发了一套数字化筛查系统。通过特制的智能笔记录书写轨迹，再经AI算法分析，可以评估认知功能状态，实现早期预警。

研发人员介绍，书写过程中产生的压力变化、轨迹特征和停顿间隔等均包含重要的生理信息。该系统能够提取这些特征，并通过模型分析来评估认知障碍的风险。这种非侵入式的筛查方法简便易行，适合大规模人群筛查，有助于实现疾病的早发现、早干预。

医疗均等化：技术缩小健康服务差距

人工智能在医疗领域的应用，正有助于缩小城乡之间、地区之间的医疗服务差距。便携式医疗设备和远程诊疗系统让优质医疗资源能够覆盖更广泛的人群。

小型化医疗设备的研发，使得一些原本只能在大型医院进行的检查能够在基层医疗机构开展。这不仅方便了患者，也缓解了大医院的压力。这种持续的技术创新有效推动了医疗资源向基层下沉，从而使更广泛的人群能够享受到高质量的医疗服务。

远程手术系统的开发更进一步打破了地理限制。借助5G网络和机器人技术，专家医生可以为千里之外的患者实施手术。这不仅在紧急情况下能够挽救生命，也为医疗资源相对匮乏的地区提供了支持。

在药物研发领域，人工智能也显示出巨大潜力。通过分析大量生物数据，AI算法能够加速新药靶点的发现，优化药物分子设计，缩短研发周期。这一应用对于提高中国医药产业的创新能力具有重要意义。

展望未来，智能医疗将朝着更加个性化、精准化的方向发展。基于个人基因组、生活习惯和医疗历史的数据，AI系统能够为每个人提供定制化的健康管理和治疗方案。这种“精准医疗”模式有望显著提高治疗效果，减少副作用。

同时，随着可穿戴设备、物联网技术的普及，连续健康监测将成为可能。AI系统能够实时分析健康数据，及时发现异常，实现从“治疗疾病”到“维护健康”的转变。

在人机协作方面，未来的医疗系统将更加注重医生与AI的协同。AI负责处理海量数据、提供决策支持，而医生则专注于与患者的沟通、综合判断和人文关怀。这种人机协同模式将充分发挥各自的优势，提供更高质量的医疗服务。

技术温暖生命：让每个人都能享有更高品质的健康生活

从手术室到康复中心，从大型医院到社区诊所，人工智能正在深刻改变医疗的面貌。这场变革不仅仅是技术的进步，更是医学理念的更新——从以疾病为中心转向以健康为中心，从被动治疗转向主动管理。

中国的智能医疗发展走出了一条特色道路：既追求技术前沿突破，又注重实际应用效果；既发展高端医疗设备，又关注基层医疗需求；既鼓励科技创新，又坚守医学伦理。

在这场医疗革命中，最动人的不是技术的复杂性，而是它带给患者的希望和温暖。当瘫痪患者重新站立行走，当疑难病症得到精准治疗，当优质医疗资源惠及更多人群，我们看到了科技与人文的美好结合。

未来已来，智能医疗的发展将继续深化。随着技术的进步和应用的拓展，我们有理由相信，医疗将变得更加精准、高效、可及，而这一切的最终目的，始终是为了让每个人都能享有更高品质的健康生活。在这场关乎人类福祉的征程中，中国正以创新和务实的态度，贡献着自己的智慧和力量。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者：环球时报

审核：梁忠伟 广州大学机械与电器工程学院 教授

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 科普中国创作培育计划

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