7月5日，北京(jing)協和醫院聯合騰訊AI Lab，共同(tong)發布了(le)具有完全自(zi)主知識(shi)產權的便攜式、智能化手術導航系統，臨床初步應用取得成功。
該系統(tong)由導航(hang)(hang)(hang)平板電腦(nao)(nao)、導航(hang)(hang)(hang)棒、深度相機等設(she)備(bei)組成，小(xiao)巧便攜(xie)，不(bu)占據(ju)手術(shu)室空間，是(shi)一(yi)款可(ke)位于頭架上的(de)神(shen)經外科(ke)導航(hang)(hang)(hang)系統(tong)。它具有高(gao)精度、便攜(xie)式、低成本等特(te)點，就像給臨床(chuang)醫生的(de)手術(shu)配(pei)上了GPS，輔助醫生精準定位隱藏在腦(nao)(nao)組織中的(de)病變。
目(mu)前，該(gai)產品已(yi)在北(bei)京協和(he)醫院神經外科開(kai)展了三十余例臨床試(shi)驗，涉及(ji)腦出血、垂體腺瘤、膠(jiao)質瘤、腦膜瘤、顱咽管瘤等多種疾病。
（手術導航(hang)術中使用場景&系(xi)統核心組(zu)件）
北京(jing)協和(he)神(shen)經(jing)外(wai)科(ke)教研室主任(ren)、博士(shi)生導師(shi)王(wang)任(ren)直教授(shou)表示：“神(shen)經(jing)外(wai)科(ke)醫(yi)生在手(shou)術(shu)時(shi)，不僅(jin)對(dui)病變(bian)定位精度(du)要求高(gao)，同時(shi)還需要了解病變(bian)與周圍血管和(he)神(shen)經(jing)的(de)關系，避免(mian)手(shou)術(shu)當(dang)中(zhong)(zhong)損傷這些重(zhong)要的(de)組織。過(guo)去(qu)我(wo)們只是(shi)憑著經(jing)驗，將病人的(de)CT或磁共振二維(wei)影像片子重(zhong)新(xin)整合在大腦中(zhong)(zhong)形(xing)成三維(wei)圖像。實際(ji)上，這個學習過(guo)程是(shi)非常漫長的(de)，需要大量長期的(de)經(jing)驗積累。我(wo)們和(he)騰訊共同研發的(de)手(shou)術(shu)導航簡單、方(fang)便、易用，可(ke)以幫助(zhu)臨床醫(yi)生解決許多實際(ji)問題。”
在我國，傳(chuan)統(tong)(tong)手(shou)術(shu)導航的(de)使用率(lv)很(hen)低，這(zhe)(zhe)是因為：一方面(mian)，傳(chuan)統(tong)(tong)手(shou)術(shu)導航系(xi)統(tong)(tong)的(de)核心技術(shu)、組件(jian)都(dou)依賴進(jin)口，動(dong)輒數百(bai)萬的(de)費用很(hen)難讓這(zhe)(zhe)項技術(shu)真正惠及基層醫院；另一方面(mian)，傳(chuan)統(tong)(tong)手(shou)術(shu)導航設備體積龐(pang)大，學習、操作門(men)檻高，使用起來耗時較(jiao)長，很(hen)難真正在急診等實際(ji)場景下應用。
為了(le)從根本(ben)上解決這些問(wen)題，方便患者在家門口(kou)接受(shou)更精準(zhun)的(de)手術治療(liao)，研發(fa)團隊歷(li)時三年，對手術導(dao)航(hang)進行(xing)了(le)顛覆性的(de)創新(xin)設計(ji)，不僅大(da)幅降低了(le)成(cheng)本(ben)，更節約了(le)準(zhun)備(bei)時間，與國(guo)外產(chan)(chan)品相比具(ju)有(you)同樣(yang)的(de)精準(zhun)程度，完(wan)成(cheng)了(le)手術導(dao)航(hang)系統的(de)國(guo)產(chan)(chan)化替(ti)代。新(xin)型導(dao)航(hang)在具(ju)有(you)較高精度的(de)前提下，將(jiang)其成(cheng)本(ben)壓(ya)縮(suo)到傳統手術導(dao)航(hang)產(chan)(chan)品的(de)十(shi)分之一，填補了(le)國(guo)內市場的(de)空(kong)白。
基于(yu)騰訊AI Lab的前(qian)沿算法能力和北京(jing)協和醫院神(shen)經外科多年的臨(lin)床積(ji)累，國產(chan)手術導航系統(tong)能在術前(qian)、術中等(deng)多個環節，輔助醫生提升診(zhen)療效率。
術(shu)前，基于AI和(he)影像技術(shu)，該手術(shu)導航系統能夠將磁共(gong)振(zhen)、CT等影像自動進行分割重建及三(san)維可視化處理，通過騰訊(xun)AI Lab的算(suan)法能力，一鍵生(sheng)成定制化的3D“透明腦”，方便(bian)醫生(sheng)制定手術(shu)計(ji)劃，向(xiang)病人(ren)和(he)家屬(shu)講解手術(shu)方案。
（術前“透明腦”生成）
整個(ge)系統(tong)集光學定位(wei)和SLAM跟蹤(zong)于一體，通(tong)過光學定位(wei)，該(gai)手(shou)術(shu)導航系統(tong)能(neng)實時(shi)跟蹤(zong)手(shou)術(shu)器械；通(tong)過實時(shi)定位(wei)技術(shu)（SLAM），系統(tong)可在(zai)無需(xu)頭架和參考架的情況下，多(duo)角度觀察病灶位(wei)置(zhi)。
術中，通(tong)過(guo)SLAM跟蹤可(ke)在無(wu)需頭(tou)架和(he)參(can)考(kao)架情況下，實(shi)現(xian)增強現(xian)實(shi)導航(hang)。以一(yi)位膠質瘤患者為(wei)例(li)，醫生(sheng)移動(dong)攝像(xiang)頭(tou)，系(xi)(xi)統可(ke)實(shi)時(shi)展示病人顱內的(de)三維結構(gou)相對頭(tou)皮的(de)位置關系(xi)(xi)，輔助(zhu)醫生(sheng)快速制(zhi)定切口(kou)。
（術前切口制定）
借(jie)助深度(du)相機(ji)，綜合深度(du)學習(xi)和視(shi)覺算法，該系(xi)統能實現虛擬(ni)空(kong)間和現實空(kong)間的高精度(du)一鍵配準，將(jiang)生成的3D“透明腦”1:1與(yu)病(bing)人實際情況(kuang)進行(xing)匹配, 進行(xing)術中導航。
（術中導航）
試驗數據顯示，其配(pei)準精(jing)度(du)可達亞(ya)毫米(mi)級。算法能力的提升，可將(jiang)傳統手術導航的配(pei)準時(shi)間由傳統的近半個小時(shi)，縮(suo)短至幾秒鐘，為(wei)病(bing)人搶(qiang)占寶貴的治療時(shi)機。
在實際應用場景(jing)中，該系(xi)統還可根據醫生需求，通過與AR眼鏡(jing)配適(shi)，對大腦進行多視角觀(guan)察，掃除視野盲區(qu)。
未來，除了神經外科，五(wu)官科、急診科，都可以使用手術(shu)導航系統。該系統還能用于課堂(tang)教學，提升基層醫療(liao)服務能力。
騰訊在醫(yi)(yi)療及(ji)生(sheng)(sheng)命科學領域(yu)已(yi)有(you)多項布(bu)局。2020年疫情爆發時，騰訊AI Lab曾與(yu)鐘南山(shan)院(yuan)士(shi)團隊聯合發布(bu)了(le)一(yi)項利用AI預測COVID-19患(huan)者(zhe)病情發展至危重概(gai)率的(de)研究成果(guo)，并發表于Nature子刊。目(mu)前，騰訊正在將計算機(ji)視覺、機(ji)器學習(xi)、深度(du)學習(xi)等技術與(yu)醫(yi)(yi)學跨界融(rong)合，輔(fu)助醫(yi)(yi)生(sheng)(sheng)進(jin)行(xing)疾病篩查、診斷(duan)和(he)治療，提高臨床(chuang)醫(yi)(yi)生(sheng)(sheng)的(de)診斷(duan)準確率，挽救(jiu)更多患(huan)者(zhe)的(de)生(sheng)(sheng)命。
