7月5日(ri)，北京協(xie)和醫(yi)院聯(lian)合(he)騰訊(xun)AI Lab，共(gong)同(tong)發布了具有完全(quan)自(zi)主(zhu)知識產權的便攜(xie)式、智能化手術導航系統，臨床初(chu)步應(ying)用取得成功(gong)。
該系(xi)統由導(dao)航(hang)平板電腦、導(dao)航(hang)棒、深度相機等設備組成(cheng)，小巧便攜，不占據手(shou)術(shu)室空間，是一款可(ke)位于頭架上的神經(jing)外(wai)科導(dao)航(hang)系(xi)統。它具有高精度、便攜式、低(di)成(cheng)本(ben)等特點，就像(xiang)給臨床醫生(sheng)的手(shou)術(shu)配上了GPS，輔(fu)助醫生(sheng)精準定位隱藏在(zai)腦組織(zhi)中(zhong)的病(bing)變。
目前，該(gai)產(chan)品已(yi)在北京協和(he)醫院(yuan)神(shen)經外科(ke)開(kai)展了三十余例(li)臨床試驗，涉(she)及腦(nao)出血、垂體腺(xian)瘤(liu)、膠質瘤(liu)、腦(nao)膜瘤(liu)、顱咽管瘤(liu)等多(duo)種疾病。
（手(shou)術導航術中使(shi)用場景(jing)&系統核心(xin)組件）
北(bei)京協(xie)和神(shen)經外(wai)科教研室(shi)主任、博(bo)士生(sheng)導師王(wang)任直教授表示：“神(shen)經外(wai)科醫(yi)生(sheng)在(zai)手術(shu)時(shi)，不(bu)僅對病變定位(wei)精度(du)要求高，同(tong)時(shi)還需要了解病變與周圍血管和神(shen)經的(de)(de)關系，避免手術(shu)當中(zhong)損(sun)傷這些重要的(de)(de)組織。過去我們(men)只(zhi)是憑(ping)著(zhu)經驗(yan)，將病人的(de)(de)CT或磁(ci)共振二(er)維影(ying)像片(pian)子重新(xin)整合在(zai)大腦中(zhong)形成(cheng)三維圖像。實際上，這個學習(xi)過程是非常(chang)漫長的(de)(de)，需要大量長期(qi)的(de)(de)經驗(yan)積累。我們(men)和騰(teng)訊共同(tong)研發的(de)(de)手術(shu)導航簡(jian)單(dan)、方便、易用(yong)，可以幫助臨床醫(yi)生(sheng)解決許多實際問(wen)題。”
在(zai)我國，傳統手術導航的(de)使用(yong)率很(hen)(hen)(hen)低，這是因(yin)為：一方面，傳統手術導航系統的(de)核心技(ji)(ji)術、組件都(dou)依賴(lai)進(jin)口，動輒數(shu)百(bai)萬的(de)費用(yong)很(hen)(hen)(hen)難讓這項技(ji)(ji)術真正惠及基層醫(yi)院(yuan)；另一方面，傳統手術導航設備體(ti)積龐(pang)大(da)，學習、操作門檻高，使用(yong)起來耗(hao)時較長(chang)，很(hen)(hen)(hen)難真正在(zai)急診(zhen)等實(shi)際場景下(xia)應用(yong)。
為了從根本上解決(jue)這些問(wen)題，方(fang)便患(huan)者在家門口接受更精準(zhun)的(de)(de)手(shou)術(shu)治(zhi)療，研發團隊歷時三年，對手(shou)術(shu)導(dao)(dao)航(hang)進行了顛覆性的(de)(de)創新設計，不僅大(da)幅降(jiang)低了成本，更節約了準(zhun)備(bei)時間(jian)，與(yu)國外產品相比具有同(tong)樣(yang)的(de)(de)精準(zhun)程度(du)，完成了手(shou)術(shu)導(dao)(dao)航(hang)系統的(de)(de)國產化替代(dai)。新型導(dao)(dao)航(hang)在具有較高精度(du)的(de)(de)前提(ti)下(xia)，將其成本壓縮到傳統手(shou)術(shu)導(dao)(dao)航(hang)產品的(de)(de)十分之一(yi)，填補了國內市場的(de)(de)空白。
基于騰訊AI Lab的前沿算(suan)法能力和北京協和醫院神經外科(ke)多年的臨(lin)床積累，國產手術(shu)導航系統能在術(shu)前、術(shu)中(zhong)等多個環(huan)節，輔助醫生提升診療(liao)效(xiao)率。
術前，基于AI和(he)影像(xiang)技術，該(gai)手術導(dao)航系統能(neng)(neng)夠(gou)將(jiang)磁共振、CT等影像(xiang)自動進行(xing)分割重建及三(san)維可視化處理，通過騰訊AI Lab的(de)算法能(neng)(neng)力，一鍵生成定(ding)制(zhi)化的(de)3D“透明腦”，方(fang)便醫生制(zhi)定(ding)手術計劃，向病(bing)人和(he)家屬講解手術方(fang)案。
（術前“透明腦(nao)”生(sheng)成(cheng)）
整個系統(tong)(tong)集光學(xue)定(ding)位和SLAM跟蹤于一(yi)體(ti)，通過光學(xue)定(ding)位，該(gai)手(shou)術(shu)導航系統(tong)(tong)能實(shi)時(shi)跟蹤手(shou)術(shu)器械；通過實(shi)時(shi)定(ding)位技術(shu)（SLAM），系統(tong)(tong)可在無需(xu)頭架(jia)和參(can)考架(jia)的情況(kuang)下，多角度(du)觀察病灶位置。
術中，通過SLAM跟蹤可在無(wu)需頭(tou)架和(he)參(can)考架情況下，實現(xian)增強現(xian)實導航(hang)。以一(yi)位(wei)膠質(zhi)瘤患者為例，醫生(sheng)移動(dong)攝像(xiang)頭(tou)，系統可實時展示病人顱內(nei)的三(san)維結構(gou)相(xiang)對(dui)頭(tou)皮的位(wei)置關系，輔助醫生(sheng)快速制定切口。
（術前切口制定）
借助深(shen)度相機，綜合深(shen)度學習和(he)視覺算(suan)法，該(gai)系(xi)統能實(shi)現(xian)虛擬空間和(he)現(xian)實(shi)空間的高精(jing)度一鍵(jian)配(pei)準，將生成的3D“透(tou)明腦(nao)”1:1與病人實(shi)際(ji)情況進(jin)行(xing)匹配(pei), 進(jin)行(xing)術中導航。
（術中導航）
試驗數據(ju)顯示，其配準(zhun)精度可達亞毫米級。算法能力的(de)提升，可將(jiang)傳統手術導航的(de)配準(zhun)時間由傳統的(de)近半(ban)個小(xiao)時，縮短至幾秒鐘，為病人搶(qiang)占寶(bao)貴(gui)的(de)治療(liao)時機。
在實際應用場景(jing)中，該系(xi)統(tong)還可根據醫生(sheng)需(xu)求(qiu)，通過(guo)與AR眼(yan)鏡(jing)配適，對大腦進行多視角觀察(cha)，掃除視野盲區(qu)。
未來，除了神經外(wai)科(ke)，五(wu)官科(ke)、急診科(ke)，都可以使用手(shou)術導(dao)航系統。該系統還(huan)能用于課(ke)堂教學，提升基層醫療服務能力。
騰(teng)(teng)訊(xun)(xun)(xun)在醫(yi)療(liao)及生(sheng)命科學(xue)(xue)領域已(yi)有多項布局。2020年疫(yi)情爆發時，騰(teng)(teng)訊(xun)(xun)(xun)AI Lab曾(ceng)與鐘南山(shan)院(yuan)士團(tuan)隊聯(lian)合發布了一項利用AI預測COVID-19患者病(bing)情發展(zhan)至危(wei)重概率的(de)研(yan)究成果(guo)，并發表(biao)于(yu)Nature子(zi)刊。目前，騰(teng)(teng)訊(xun)(xun)(xun)正在將計(ji)算機視覺、機器學(xue)(xue)習、深度(du)學(xue)(xue)習等技術(shu)與醫(yi)學(xue)(xue)跨界(jie)融(rong)合，輔助(zhu)醫(yi)生(sheng)進行疾病(bing)篩查、診(zhen)斷(duan)和治(zhi)療(liao)，提(ti)高臨床醫(yi)生(sheng)的(de)診(zhen)斷(duan)準確率，挽(wan)救更(geng)多患者的(de)生(sheng)命。
