手术导航技术本质是什么？
突破核心定位部件技术壁垒的意义是什么？
手术导航未来如何发展？
近日，赛迪旗下智能科技新媒体“雷克智能”就以上等问题与艾瑞迈迪进行了深度探讨和剖析。
以下为报道全文：
手术导航机器人是增强现实技术在医学中应用的实例。它将难以直观窥见的组织和器官剥离出立体感与准确性并存的虚拟图像，大大增强医生的手术视野，是新一代外科手术的技术选择。艾瑞迈迪医疗科技（北京）有限公司通过引领定位导航核心组件的国产化替代，加速手术机器人在各领域外科手术中的渗透进程。
1942年，奥地利医生首创性地把穿透式超声成像应用在了人类颅脑诊断中；1972年，人类首个临床CT（电子计算机断层扫描）图像在伦敦阿特金森莫利医院完成；1977年，美国研发团队用历史上第一台全身医用MRI（磁共振成像）设备获得了第一幅人体磁共振图像，标志着MRI技术在医学领域应用的开始。诚然，三大成像技术在半个世纪中呈指数级增长，带动医疗水平走向科学化、现代化、数智化，但手术视野障碍仍然是笼罩在精密手术领域上空的阴霾，依旧没有改变手术治疗在患者心中“鬼门关”的印象。要克服疑难病症和精密手术难度高、成功率低的痛点，首先要治愈术中影像信息单一、立体感缺失的顽疾。通常情况下，从平面影像中获取人体结构三维信息，如病灶所在方位，主要依赖医生的知识储备和临床经验。如果像VR真人跑酷游戏一样，病灶位置一目了然，只需穿梭其间，找出一条规避所有重要组织的路径，将助力手术成功率实现质的飞跃。
狭义上的增强现实（AR）是戴眼镜或头盔，把虚拟的东西和真实世界的环境叠加融合。手术导航是增强现实在医学中应用的实例，手术导航的本质是把患者术前拍摄的CT影像三维重建后，在术中和患者虚实融合，使医生在手术过程中实时掌握患者的血管、神经、肿瘤所在位置的关系。“所有手术导航本质上都来源于增强现实技术，我们深耕这个领域并做出了一系列产品”，艾瑞迈迪医疗科技（北京）有限公司（以下简称“艾瑞迈迪”）副总裁兼首席市场官林毓聪谈道。艾瑞迈迪是一家专注于手术导航技术研发及医用核心传感器与数字诊疗装备制造的国家高新技术企业，基于高精度光学定位跟踪传感器和高精度电磁定位跟踪传感器，为手术机器人、医用成像设备等数字诊疗装备添翼，其自主研发的头颈部颅底手术导航机器人已经获得国家医疗器械三类注册证，是国内颅底导航第一个三类证产品。
普适化导航助力各科室医生消除视野障碍
根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，CT影像能将病灶的位置和形状较为清楚直观地体现出来，但不能持续地获取到手术器械的行动路径；超声成像能追踪器械末端所处位置，但常伴有伪影，且结合纵断面图和横断面图才能确定病灶所处方位，对医生的专业性要求较高。观察病灶和跟踪器械不可兼顾的问题成为影像医学的难点，大量疑似病例的影像诊断和评估，为影像医生带来沉重的工作负担。把超声和CT的图像经过三维重建结合在一起，将探针设备或手术器械的位置和轨迹实时投影到导航图像上，病灶的形状、位置和器械的尖端都看得清晰明白，这就是手术导航技术的不可替代之处。“比如头颈部手术中”，林毓聪举例说，“通过对头颈部的血管、神经和肿瘤重建可视化，手术过程中精准地直达病灶部位，远离重要的血管神经，避免发生严重的并发症，这就是手术导航对临床的实际价值。”导航系统在术中实时对器械进行准确定位引导，将定位信息显示在CT/MRI三视图截面以及三维重建后的模型上，并实时计算手术器械与血管神经间的真实距离并预警提示，及时提醒医生避开重要组织器官，安全到达手术目标区域。
▲ 艾瑞迈迪的颅底导航设备
“艾瑞迈迪目前主要的服务对象是中游医疗器械厂商，我们提供核心的定位传感器，由他们去开发对应的手术机器人，或者我们直接提供核心定位传感器与定制化手术机器人解决方案”，关于艾瑞迈迪在产业链中所担任的角色，林毓聪这样解释道。手术机器人是手术导航的主要赛道之一。相比专注于单一领域的导航机器人企业，艾瑞迈迪的技术更为通用化，能够针对不同部位、不同临床术式、不同类型的影像，将基石技术迁移后实现特有的智能手术规划，实现器官骨骼分割、三维重建、路径规划等系列功能。骨外科手术、放射性粒子植入术、腺体穿刺术、脑室外穿刺引流术、颅颌面修补等术式不一而足，它们操作环境有异、所用器械不同，而手术导航都能搭载各科室对应的机器人做好适配和实现，从提升视觉感知力的层面，直接解决手术操作不精准的问题。
突破核心定位部件的技术壁垒助力行业降本增效
在国内，手术机器人不是所有患者都有条件使用到的，林毓聪认为其价格高昂的原因主要有两个。第一，研发成本高：一台手术机器人系统从无到有的研发过程，其中可能牵扯过亿资金的投入；第二，生产成本高：由于导航机器人的关键零部件仍广泛依赖进口，导致整体硬件成本居高不下。在手术导航领域，光学、电磁的定位传感器门槛较高，成熟的技术和制造体系由海外企业NDI垄断。艾瑞迈迪直面研发跟踪定位传感器的挑战，突破了一系列软硬件一体化协调控制的技术瓶颈，最终将定位精度提升至稳定的亚毫米级，属国内唯一的既有终端导航三类医疗器械设备，又有全自研定位导航核心传感器的企业。导航定位核心传感器达成亚毫米级的精度主要有几个难以跨越的技术门槛，使得无数厂家投入重金做研发却鲜有成功。精准装配、光路调教、多对象高精度稳定追踪等都是需要突破的壁垒。“核心定位部件的精度做到稳定、精准的亚毫米级，才能够保证客户能使用核心部件做出精度达到毫米级甚至是亚毫米级别的整机，那么，末端穿刺厘米级的病灶就完全可以轻松应对了”，在谈及艾瑞迈迪为何要追求高稳定性的高精度定位时，林毓聪这样解释道。
▲瑞瞳SE及跟踪界面，瑞瞳MAX及跟踪界面
艾瑞迈迪对手术导航垄断的宣战，来自自研光学导航核心部件的决心，核心逻辑在于走低成本化道路，加速市场普及。“艾瑞迈迪将目光从光学、电磁导航部件转移到导航解决方案上，帮助企业定制化开发手术机器人，以此将手术机器人的成本价格和市场价格打低，而且能同时保证厂家有利润空间”，林毓聪谈道。据悉，艾瑞迈迪自研的光学定位传感器已经批量上市，艾瑞迈迪也帮助其他多家企业取得医疗器械注册证，相信行业蓬勃发展就在不远的将来。
需求是技术迭代的晴雨表
美国直觉外科公司于1998年推出首台达芬奇手术机器人，直至2005年，公司净利润方才扭亏转盈，此时达芬奇全球装机量也仅为394台，可见手术机器人规模商业化的道路上遍布荆棘。著名经济学家萨缪尔森说：“市场经济的最终两个主宰是消费者与技术。”医院和医生是手术机器人的直接消费者，让技术迭代方向快速响应医方需求，是手术机器人企业贯彻良久的发展路线。闭门造车容易产出无法对接市场的产品，只有构建实验室和临床之间沟通的桥梁，技术研发才能有所回馈，企业才得以健康发展。
艾瑞迈迪重视下沉市场对诊疗水平的带动作用，注重培养医工交叉学科顾问团队，加强医工交流。对于已量产上市的产品，团队跟踪每款产品在临床中出现的新问题，提出医生手术习惯的优化方向，或从技术端判断技术迭代的意义，把握技术升级的可选路径。
▲医生在瑞瞳SE的辅助下手术
据悉，艾瑞迈迪已与手术机器人、骨科器械、手术耗材、内窥镜、影像设备、智能诊断等国内超50家厂商达成合作。将高精度定位核心传感器辐射到各个赛道中，是艾瑞迈迪凭借着手术导航在整个医疗智能化行业里固有的优势特点做出的战略选择。“手术导航真正想缔造的是全数字化的‘智慧手术平台’”，林毓聪讲道。艾瑞迈迪部署大模型技术管线，参与多项相关国家重点研发计划，将多模态发展的大模型列入其储备技术，蓄力实现影像系统和机械系统双智能的“全智慧手术”新概念。
国家坚定不移推进医疗器械产业创新和高质量发展，鼓励医疗装备企业走医工协同创新、设备智能发展之路，以精准医疗增进百姓福祉。艾瑞迈迪以高精度手术导航部件和全链条手术导航机器人解决方案，在“机器人+医疗健康”的征途中稳步前行，为我国智慧医疗生态建设持续输出自主创新源动力。
转载于：雷克智能