1 年轻人就该去探索
在陶英群看来，从事神经调控专业并在机器人DBS手术领域开花结果，或许是一种缘分，又或许是自己“干一行爱一行”的性格带来的冥冥中使然。
本科毕业后的陶英群在普外科工作了两年。1999年考研究生时，他的领导建议他选择神经外科。“当时很少有人愿意选择神经外科，因为比较抽象，风险又高。但我们领导的一句话对我触动很大：‘随着科技的发展，将来神经外科一定会有更好的前景和更多空间，年轻人应该多去探索。’”去探索，年轻的陶英群心中跳动着一团激情的火焰，一心扑到神经外科领域中去。
硕士期间，陶英群师从海军军医大学（原第二军医大学）白如林教授，主攻脑血管病的介入神经外科亚专业。介入神经外科当时在中国也是刚刚起步，白教授是全国六大委员之一。2002年，陶英群继续攻读博士，由于当时介入神经外科没有博士生导师，陶英群便攻读了当时我国著名颅底肿瘤神经外科专家卢亦成教授的博士研究生，主攻颅底肿瘤显微外科手术。2008-2010年又成为了中国医科大学第一附属医院王运杰教授的第一个博士后，继续主攻颅底肿瘤手术。通过这十年的深造和研究，陶英群在颅底肿瘤领域已小有成就，手术技术已经非常成熟，也经常在全国性的学术会议上做学术报告。
2010年，陶英群博士后出站，医院领导看中陶英群的探索精神，便找陶英群商量开拓神经调控领域。“当时国内开展神经调控的单位不足10家，而东北地区是空白。当时我就想，既然领导安排便去尝试看看。没想到后面越研究越有兴趣，也不断有了一些成果，有成就感的同时感觉未来有很多空白和未知领域值得去探索，便更觉得兴奋。”
2 与机器人DBS结缘
DBS手术是将电极埋植到患者大脑深部特定位置的功能核团或称为靶点,通过发放电脉冲,来改善运动障碍性疾病患者的临床症状，治疗疾病的范围包括包括帕金森病、肌张力障碍、自发性震颤、癫痫等。第一套DBS植入设备（脑起搏器）于1987年由美国一家公司开发应用与帕金森病的患者治疗，并在世界范围内整整垄断了20余年。2013年，清华大学李路明教授团队打破了国际垄断，研发出世界上第二台脑起搏器。此后，脑起搏器的研发上不断更新换代，不断有新产品的推出，质量越来越高，DBS技术也逐渐被认可，越来越多患者了解并认可了这一诊疗理念。
2012年，陶英群的诊室来了一位79岁的老太太，因帕金森病吃药疗效下降，仅能维持个把小时，一天需要吃10来片药，严重影响生活质量，因此特别希望能做DBS手术改善生活质量。然而，当时的专家共识认为75岁以上应慎重。原因是当时的DBS手术第一步骤需要用立体定向框架手工辅助定位，局麻手术，进行3~6小时，高龄患者难以忍受如此长时间的手术，风险较大。看着老人被疾病折磨而束手无策，陶英群心里特别不是滋味，也暗暗下决心，未来一定要在适用年龄上进行突破，能做到快速定位。
在2015年解放军总医院举办的第六届全国功能神经外科大会上，陶英群看到了解决这一问题的希望。在会上，主办方现场直播了国内第一台机器人DBS手术，找来很多国外专家从早上开始做手术，一直到晚上，手术却失败了。当时得出的结论是机器人DBS手术不宜开展。然而这场手术却深深吸引了台下陶英群的目光。“机械臂非常准，不准一定是应用的问题，或者一些关键技术环节出了问题！”
幸运的是，此后的第二年，陶英群便迎来了接触这台他念念不忘的机器人的机会。医院领导想引进一些新业务和新技术，陶英群立马说出了想要引进手术机器人的想法。这一想法获得了医院的大力支持，第二个星期，一台崭新的手术机器人来到了陶英群面前。
3 探索与攻坚机器人DBS魅力乍现
机器人DBS的研发最初是为了用于功能神经外科的癫痫手术，DBS消除癫痫病灶需要一次放10多根电极，用框架手工定位计算靶点，完成一个手术靶点一根电极植入脑内得半个小时左右，整个手术一做就得7-8个小时甚至一天。而机器人效率高，第一个电极5分钟、第二个3分钟就放好了，平均一个多小时就能植入十几根电极完成手术，帮患者减轻痛苦，大大提高了手术效率和患者的舒适度。
然而当时在国际上都认为神经外科手术机器人尽管效率高，但精准度或误差＞2 mm甚至3 mm，仅能满足癫痫手术的需要，对精度要求非常高（至少＜2 mm）DBS手术不适合。当时学术界普遍认为立定向框架手术植入精度最高，误差平均在1.9 mm，都认为立定向框架辅助DBS手术是金标准。
刚拿到手术机器人的陶英群迅速进入了机器的熟悉与探索。从开始常规的癫痫手术、脑出血血肿清除等对精度要求在3 mm左右能接受的手术（脑出血的血肿直径范围3~10 cm，完全能满足临床需要）进行熟悉，逐渐过渡到DBS。白天开展机器人手术，晚上进行DBS算法模型探索。
机器人对大脑图像进行匹配时，注册误差是数学模型中最关键的一环。在不断探索和实践过程中，陶英群团队改良了机器人对常规注册模式，使机器人的注册误差从原来对1 mm降低到0.3mm以内甚至0.1mm。“进一步深入研究模型时我们突然发现注册误差最主要来自于标记骨钉对金属伪影，为了消除伪影，注册时的数据算法向内侧移动0.5 mm（挪多少根据提供的CT情况），机器人注册误差明显缩小，这样一下子就准了。”就这样，陶英群团队发明了“机器人校正注册法”，并将研究成果发表在美国神经外科杂志，加之其他环节的精进，陶英群把DBS手术的既有流程打破了，开辟了一个全新的临床诊疗模式。
机器人应用“校正注册法”后，使得注册误差控制在0.1~0.3 mm以内，进而机器人DBS手术电极最终植入脑内误差从2~3 mm降低至0.5 mm以内，手术精度得到明显提高。陶英群说：“精度的提升意义重大，患者颅内控制疾病的有效区域仅2 mm内，如果误差＞2 mm则可能影响周围的语言、感觉系统等副作用，从而影响疗效。而0.5 mm的精度可以明显提高疗效和安全性。”
4 推广出去让更多患者受益
2016年，“机器人校正注册法”已经非常成熟，到了9月，陶英群就想如何将这项技术推广出去。“当时很多专家都认为这项技术推广不了，就只能我们团队会做，我说那不行，好的技术必须得推广出去让更多患者用上，不然就白研究了。”于是，陶英群开始致力于从理论到科研到临床的立体转化模式，开展全方位的推广。
他们发表了30余篇机器人DBS手术相关论文，并申请了辽宁省应用基础研究重点课题两项，科技攻关课题一项，国家自然科学基金面上项目一项，建立一套完整的理论体系，临床路径不断完善。他们到各地举办学习班，到哪家医院都随时开展手术直播，有时一天要直播4台手术。同时不断积累病例，陶英群所在等神经外科中心目前已经做了4000余例机器人精准手术，包括800余例机器人DBS手术。2021年，陶英群牵头与国内专家一起制定了首部《神经外科手术机器人DBS手术的中国专家共识》。
如今，机器人DBS手术在国内已推广到了150家左右的单位，陶英群的中心成为亚太区域唯一的机器人DBS手术培训基地，很多国外专家前来学习并在自己中心应用，手术精度也大大提升。日前北京天坛医院张建国教授在一篇述评中明确提出机器人DBS手术精度明显高于立体定向框架植入。该项技术已得到了国内外同行的一致认可和反复验证。
推广技术的同时，陶英群不忘进一步探索，其中突破手术年龄一直是陶英群希望做的。“对于高龄患者帕金森病DBS手术在机器人辅助下已经得以实现，10年前我不敢做的手术，现在我们推广在全国大量开展。我们中心做手术患者的最大年龄是89周岁，现在已经90多岁了，手术效果非常好。作为医生，可能最大的成就感就来自于此！”日前，陶英群已联合国内四家中心开展了一个关于机器人DBS在75岁以上患者的回顾性研究，也是目前全球最大宗病例的研究，进行长期随访和跟踪，最长随访7年，效果非常令人满意，文章已投到《美国神经外科杂志》，该研究数据详实，也是对目前国内外专家共识或治疗指南的一个有益补充。
针对DBS手术局麻存在的患者术中不配合、大脑波动增加的手术误差和风险，以及局麻后患者因恐惧导致的术后谵妄，陶英群提出全麻下开展机器人DBS植入，研究成果发表在国际权威杂志Nature子刊。“在全麻下患者的稳定性好，提高了手术安全性，减少患者的恐惧性，提高舒适性。我们开展全麻机器人DBS一年来没有一例因为谵妄进监护室。当然，全麻下操作的前提是设备必须可信赖，操作精度必须高，靶点设置必须精准。”
针对医生DBS手术熟练程度评价，陶英群又开发了“陶氏DBS手术评分法”，通过将DBS手术百余个相关影响因素融合，作出线性回归方程数学模型，在国际上首创了评价体系，帮助功能性外科医生开展手术技术评价，更好地推动技术开展。
5 智能神经外科时代来临
对于机器人DBS植入技术未来的发展前景，陶英群充满信心。从适应证的拓展方面，近期已有研究用于卒中后肢体功能障碍、偏瘫失语方面，通过DBS手术，患者症状得到明显改善和缓解。陶英群所在的中心也一直在开展前沿性探索，如采用DBS手术治疗偏瘫等。
“DBS将来一定会不断拓展，尤其在AI脑机接口时代下，最成功的脑机接口其实就是DBS手术，‘一开机患者立马不抖’‘一开机健步如飞’。为神经功能疾病人群解除痛苦，改善生活质量，我们功能神经外科医生使命在肩。”
陶英群认为，在经历了显微神经外科、介入神经外科、精准神经外科几个阶段后，智能神经外科将成为神经外科领域的主流。智能神经外科高度依赖于数学算法、计算机网络，在这样的时代背景下，一定要加强对年轻医生在技术上、术前规划设计等方面的培养和发展，灌输科学的临床思维方式和将临床问题转化为机器操作模型的思维方式，培养更多的高端神经外科医生，实现人机配合下的高精准度手术操作，将来才能造福更多百姓。
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