4.1.2.1 手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng) 

4.1.2.1.1器械簡(jiǎn)介 

（1）臨床應(yīng)用 

  手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)，可被稱為計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)（Computer-Assisted Surgery  Planning），是指在手術(shù)前，通過(guò)獲取患者病灶部位影像及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合模擬模塊、智能硬件的使用，最終獲得包含手術(shù)方法、流程、術(shù)式、路徑、器械選擇等信息的一整套智能規(guī)劃系統(tǒng)。 

  現(xiàn)有的手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)可分為兩類：①基于3D打印實(shí)體病灶模型的手術(shù)規(guī)劃及訓(xùn)練系統(tǒng)；②基于數(shù)字重構(gòu)的個(gè)體化虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)。 

  基于3D打印醫(yī)療模型的心血管手術(shù)規(guī)劃是指根據(jù)患者影像學(xué)數(shù)據(jù)建立個(gè)體化疾病實(shí)體模型，體外預(yù)演心血管介入或外科手術(shù)過(guò)程，開(kāi)展植入器械選型、手術(shù)路徑規(guī)劃和基于術(shù)后血流動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)的術(shù)前規(guī)劃應(yīng)用。 

  虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)則是借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、生物力學(xué)和三維仿真等手段，通過(guò)對(duì)個(gè)體化病灶進(jìn)行血管形態(tài)和力學(xué)功能的動(dòng)態(tài)數(shù)字重構(gòu)，量化模擬手術(shù)過(guò)程并實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)治療效果，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，從而輔助個(gè)體化臨床治療方案決策。 

  手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)可為術(shù)者在術(shù)前及術(shù)中提供三維、動(dòng)態(tài)、具象的血管形態(tài)信息，通過(guò)結(jié)合力學(xué)仿真技術(shù)可為術(shù)者提供術(shù)后效果模擬，并結(jié)合虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)手術(shù)場(chǎng)景的人機(jī)交互，從而輔助治療方案的高精度預(yù)演和科學(xué)決策。實(shí)現(xiàn)縮短復(fù)雜的心血管手術(shù)時(shí)間，提高手術(shù)準(zhǔn)確性，降低并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，最終達(dá)到優(yōu)化手術(shù)，提高患者康復(fù)速率的目的。 

  3D 打印實(shí)體病灶模型的心血管手術(shù)規(guī)劃及訓(xùn)練系統(tǒng)其臨床應(yīng)用主要包括三方面。其一為植入器械選型，如圖1所示，通過(guò)打印病變器官個(gè)體化硬質(zhì)模型，觀察植入器械與病變的適宜度，選擇最佳型號(hào)的植入器械，如冠狀動(dòng)脈及主動(dòng)脈支架、 房室間隔缺損封堵傘、TAVR主動(dòng)脈瓣膜、體肺分流血管、人工瓣膜等。其二為手術(shù)路徑規(guī)劃，根據(jù)模型體現(xiàn)的不同病變特點(diǎn)，評(píng)價(jià)不同導(dǎo)管導(dǎo)絲走行路徑、心臟血管手術(shù)切口的可行性。其三為基于術(shù)后血流動(dòng)力學(xué)的術(shù)前預(yù)測(cè)，結(jié)合3D打印模型和醫(yī)學(xué)測(cè)速或計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)，預(yù)測(cè)新建血管腔和內(nèi)隧道的通暢度，瓣膜成形術(shù)后瓣周漏的發(fā)生及嚴(yán)重程度，以及姑息手術(shù)后心血管各節(jié)段壓力、血流變化等，評(píng)價(jià)手術(shù)的可行性、規(guī)劃最佳方案。

  與3D打印實(shí)體模型不同，基于數(shù)字重構(gòu)的個(gè)體化心血管虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)可為術(shù)者提供虛擬化三維動(dòng)態(tài)或靜態(tài)模型以及具象的血管形態(tài)信息，結(jié)合力學(xué)仿真技術(shù)提供術(shù)后效果的模擬，再結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)手術(shù)場(chǎng)景的人機(jī)交互，從而獲得最優(yōu)治療方案。以冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)為例，如圖2A所示，基于對(duì)原始醫(yī)學(xué)影像的圖像分割和三維重建，可獲得患者個(gè)體化血管三維形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，輔助術(shù)者對(duì)病情的判斷；在虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)上，術(shù)者可針對(duì)不同的搭橋手術(shù)策略進(jìn)行手術(shù)預(yù)演，獲得對(duì)術(shù)后血管三維形態(tài)的模擬預(yù)測(cè)，并結(jié)合血流動(dòng)力學(xué)仿真獲得對(duì)術(shù)后血運(yùn)重建情況的預(yù)測(cè)。該數(shù)字化的手術(shù)規(guī)劃過(guò)程可輔助針對(duì)患者個(gè)體的手術(shù)策略優(yōu)化，從而提高治療效果。在微創(chuàng)介入手術(shù)方面，以針對(duì)主動(dòng)脈夾層的胸主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)術(shù)為例，如圖2B所示，在原始影像數(shù)據(jù)圖像分割和三維重建的基礎(chǔ)上，基于虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)，術(shù)者可針對(duì)不同的支架力學(xué)性質(zhì)、超尺寸、長(zhǎng)度、近端錨定區(qū)位置等進(jìn)行選擇，模擬自膨式支架植入主動(dòng)脈真腔后與管壁的力學(xué)相互作用過(guò)程，預(yù)測(cè)術(shù)后主動(dòng)脈重塑效果和血運(yùn)改善效果。該數(shù)字化的手術(shù)規(guī)劃過(guò)程可輔助支架治療策略的優(yōu)化，從而減少如 I 型內(nèi)漏、支架引發(fā)新裂口等并發(fā)癥的發(fā)生，并提高微創(chuàng)介入治療對(duì)血管血運(yùn)功能的改善。

（2）器械構(gòu)成 

  3D 打印的手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)主要包含計(jì)算機(jī)控制模塊，打印材料及 3D 打印機(jī)。例如圖3中3D打印血管模型，可通過(guò)結(jié)構(gòu)分解輔助術(shù)者理解病灶三維空間構(gòu)型，可輔助手術(shù)器械或手術(shù)方案的實(shí)測(cè)，且可通過(guò)嵌合體外仿生循環(huán)系統(tǒng)形成對(duì)體內(nèi)血管環(huán)境的有效模擬。

  虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的器械構(gòu)成則更為多樣復(fù)雜。區(qū)別于一般的醫(yī)療器械，完整的數(shù)字重構(gòu)式手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)主要包含但不僅限于以下組件：計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)組件、人機(jī)交互組件（體感控制器、頭戴虛擬顯示設(shè)備等）、反饋傳感模擬組件（力 反饋、電磁 / 光學(xué)及慣性位姿跟蹤等）等。針對(duì)不同專科的手術(shù)要求，該系統(tǒng)可與其他組件關(guān)聯(lián)，包括3D打印實(shí)體模型組件，形成針對(duì)不同手術(shù)規(guī)劃需求的數(shù)字輔助系統(tǒng)。 

  1）計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)組件：是虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的運(yùn)算核心，通常是結(jié)合醫(yī)學(xué)影像分析、生物力學(xué)分析、三維仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)于一身的集成系統(tǒng)。其中，醫(yī)學(xué)影像分析需從用于診斷的原始醫(yī)學(xué)影像中分割出目標(biāo)圖像區(qū)域，通過(guò)三維重建算法形成三維解剖結(jié)構(gòu)模型，以提供手術(shù)過(guò)程中目標(biāo)器官部位的直接立體可視化效果?；谏疃葘W(xué)習(xí)等智能技術(shù)的圖像分割方法有效地提高了該過(guò)程的計(jì)算效率和分割精度，如圖 4A 所示，為其服務(wù)于手術(shù)規(guī)劃提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)[1]。在結(jié)構(gòu)學(xué)輔助的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)或流固耦合分析，可以進(jìn) 一步疊加血流動(dòng)力學(xué)等功能學(xué)分析數(shù)據(jù)（圖 4B），豐富輔助診斷信息。同時(shí)，通過(guò)虛擬手術(shù)等算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)器械、術(shù)式的選擇和實(shí)時(shí)虛擬預(yù)演，從而輔助治療方案決策。特別要說(shuō)明的是，計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)組件也一直是手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)及手術(shù)機(jī)器人發(fā)展的主要組成要素之一[3]。

  2）人機(jī)交互組件：人機(jī)交互組件中，頭戴虛擬顯示設(shè)備（Head Mounted  Display, HMD）扮演著非常重要的角色。操作者可將獲得的病灶的三維模型及相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)此類設(shè)備在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中空間投射出來(lái)。這樣的立體呈現(xiàn)效果，可以幫助醫(yī)生獲得病灶部位的空間、深度感知和環(huán)境感知能力，以及對(duì)計(jì)劃術(shù)式預(yù)測(cè)性的直觀認(rèn)知[2]（圖 5）。

  通過(guò)相關(guān)設(shè)備的輔助，HMD 不僅可顯示，還可輔助進(jìn)行場(chǎng)景的信息采集，包括跟蹤注冊(cè)及配準(zhǔn)。針對(duì)不同的使用目的，增強(qiáng)混合現(xiàn)實(shí) AR（augmented reality）/ MR（mixed reality）頭戴設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí) VR（virtual reality）設(shè)備均可被采用。AR/ MR 設(shè)備在手術(shù)真實(shí)環(huán)境中的優(yōu)勢(shì)，是使真實(shí)手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)和計(jì)算機(jī)虛擬圖像有機(jī)融合，也成為了手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)中主流的頭戴顯示設(shè)備[4]。目前，該類設(shè)備是全球手術(shù)規(guī)劃、模擬和導(dǎo)航應(yīng)用中被引用最多的設(shè)備之一（圖 6）。

  3）反饋傳感模擬組件：包含體感、器械跟蹤模塊和力反饋傳感模塊。該組件與人機(jī)交互組件嵌合，可以完成從計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)組件到術(shù)者感知、控制的全過(guò)程。體感控制器可提供亞毫米級(jí)精度的動(dòng)態(tài)捕捉和位置跟蹤，并對(duì)設(shè)定好的指令產(chǎn)生自適應(yīng)反饋。在魯棒性測(cè)試研究中，也證明了體感控制器的精度往往會(huì)直接影響整個(gè)手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的流暢性（圖 7）。

  在常規(guī)操作時(shí)，手術(shù)醫(yī)師往往對(duì)進(jìn)入人體器官組織的醫(yī)療器械的行程和位置缺乏空間感知性，通常依靠經(jīng)驗(yàn)對(duì)路徑和植入器械進(jìn)行選擇。術(shù)中器械的追蹤和導(dǎo)航的必要性就此產(chǎn)生。跟蹤導(dǎo)絲導(dǎo)管等器械位置的主要辦法有超聲波定位，電磁跟蹤、 光學(xué)跟蹤和慣性跟蹤，這些方法都屬于非接觸式空間定位法，也是AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中 常見(jiàn)的跟蹤硬件。例如圖7A 中所顯示NDI Polaris系列光學(xué)定位跟蹤器可對(duì)附著在工具上的標(biāo)記進(jìn)行實(shí)時(shí)3D位置跟蹤，并且可以在一個(gè)大的預(yù)校準(zhǔn)測(cè)量范圍內(nèi)同時(shí)跟蹤多個(gè)無(wú)線工具。在醫(yī)療應(yīng)用中，電磁跟蹤法通常和慣性追蹤混合使用，并選用6DoF （6自由度）跟蹤器。由于電磁跟蹤器一定程度上具有磁干擾的可能性，于是基于光學(xué)和慣性的混合追蹤器也開(kāi)始被手術(shù)術(shù)中引導(dǎo)及模擬系統(tǒng)所采用。 

  然而，在手術(shù)模擬操作中，操作手感仍然是需要解決的問(wèn)題，除了設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)的操作模具，力反饋設(shè)備的加入可以給我們一些更好的操作體驗(yàn)。所謂力反饋是利用機(jī)械表現(xiàn)出的反作用力，將虛擬環(huán)境中力的數(shù)據(jù)通過(guò)力反饋設(shè)備表現(xiàn)出來(lái)，可以讓用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。操作者可以通過(guò)操控裝置來(lái)操作虛擬物體，獲得和操作實(shí)際物體相同的力覺(jué)感知，從而產(chǎn)生更真實(shí)的沉浸感。力反饋技術(shù)作為一種觸感交互途徑，在人機(jī)交互過(guò)程中有著不可替代的重要性（圖 7B） 。

  通過(guò)上述描述可知，計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)組件為核心組件，通過(guò)對(duì)個(gè)體化病灶進(jìn)行圖形圖像處理，以及器官形態(tài)和力學(xué)功能的動(dòng)態(tài)數(shù)字重構(gòu)，量化模擬手術(shù)過(guò)程，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)治療效果。再配合人機(jī)交互組件和反饋傳感模擬組建的結(jié)合，既可全息顯示重要信息，也可在術(shù)前進(jìn)行全方位的模擬演練并得出相應(yīng)結(jié)果，從而輔助臨床治療方案決策的最優(yōu)選擇。

（3）技術(shù)發(fā)展歷程

  豪斯菲爾德（G. Hounsfield）在上世紀(jì)70年代提出一個(gè)觀點(diǎn)，為了進(jìn)行一個(gè)合 理的術(shù)前規(guī)劃，醫(yī)生是需要一個(gè)病人的3D圖像的。根據(jù)這一需求，1984年放射學(xué)專家范尼爾（M. Vannier）和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了第一個(gè)從CT數(shù)據(jù)采集計(jì)算的三維重建 數(shù)字模型[5]。 

  到了20世紀(jì)90年代早期，柯萊梅團(tuán)隊(duì)（L. Klimek）基于 CT 創(chuàng)建的3D模型數(shù) 據(jù)集，創(chuàng)建了stereolithographic models 立體光刻模型（光固化液體塑料化合物），代替了傳統(tǒng)的研磨樹(shù)脂模型，并進(jìn)行了早期的立體可操作式手術(shù)規(guī)劃[6]。直到 1999 年，第一個(gè)完整的基于計(jì)算機(jī)的虛擬手術(shù)計(jì)劃被公布出來(lái)，并在手術(shù)室中結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了嘗試[7]。 

  而后，隨著 3D 打印技術(shù)的發(fā)展，更加精準(zhǔn)的3D打印模型也被融入手術(shù)規(guī)劃，用于手感訓(xùn)練，輔助改善手術(shù)流程，提高患者的預(yù)后效果。與此同時(shí)，數(shù)字虛擬手 術(shù)規(guī)劃的發(fā)展也在不斷孕育著，第一個(gè)被商業(yè)化的數(shù)字虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代，是美敦力的神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)the StealthStation（the VectorVision by  Brainlab）[8, 9]。隨著更先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展、更優(yōu)化的運(yùn)算系統(tǒng)出現(xiàn)，醫(yī)療影像設(shè)備開(kāi)始為醫(yī)生提供越來(lái)越多的患者病灶部位的解剖學(xué)和功能細(xì)節(jié)，這些系統(tǒng)也逐步結(jié)合適配更為先進(jìn)的成像模式（如AR、VR頭戴式顯示器等虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備），這一發(fā)展促進(jìn)了手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的立體維度可視化和空間操作能力的升級(jí)。 

  隨著各項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，除了外科手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的逐步市場(chǎng)化，介入手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。在稍早的2019 年7月，威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)院 的一項(xiàng)研究顯示，在結(jié)構(gòu)性心臟病的經(jīng)導(dǎo)管治療過(guò)程中，為解決以往因圖像對(duì)比度低以及因缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)深度的量化感知而限制了介入醫(yī)師準(zhǔn)確定位導(dǎo)管的能力，開(kāi)發(fā)了一種新的圖形圖像引導(dǎo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提供三維視覺(jué)環(huán)境和實(shí)時(shí)定量反饋導(dǎo)管在病人心臟內(nèi)的位置。 

  國(guó)內(nèi)北京理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系陳端端教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)心腦血管疾病微創(chuàng)介入治療構(gòu)建虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)（圖 8）。該系統(tǒng)可通過(guò)醫(yī)用工作站的形式為醫(yī)者提供數(shù)據(jù)分析服務(wù)，可與HMD設(shè)備聯(lián)合為醫(yī)者提供具象、可感知的人機(jī)交互操作和手術(shù)規(guī)劃，亦可嵌入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)或?qū)Ш皆O(shè)備為醫(yī)者提供控制輔助。

（4）技術(shù)延伸探索 

  如何將虛實(shí)技術(shù)進(jìn)一步融合，使術(shù)者在可視化、可觸感的雙重條件下獲得有效的手術(shù)策略支持，是該領(lǐng)域技術(shù)延伸的主要探索方向。針對(duì)該方向，需要突破仿生模型、實(shí)時(shí)計(jì)算、精準(zhǔn)仿真和力反饋四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 

  仿生模型包括模型材質(zhì)擬人化、模型功能擬人化、模型智能擬人化三點(diǎn)。材質(zhì)擬人化需支持硅膠、聚氨酯、光敏樹(shù)脂、熱塑性材料及X光衰減材料等不同3D打印材料，提高對(duì)人體組織的硬度、模量、色彩和 X 光影像對(duì)比度的擬人程度；功能擬人化指基于脈動(dòng)泵和嵌入式設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療模型的心跳、血流、體溫等擬人功能；智能擬人化指整合傳感器和磁導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療模型的實(shí)時(shí)信號(hào)反饋、操作軌跡跟蹤和手術(shù)技巧的量化評(píng)分，配合增強(qiáng)虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)和軟件平臺(tái)形成對(duì)手術(shù)操作的客觀評(píng)測(cè)方法體系。 

  實(shí)時(shí)計(jì)算主要包括針對(duì)醫(yī)學(xué)影像的自動(dòng)處理和針對(duì)虛擬手術(shù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，現(xiàn)有人工智能技術(shù)針對(duì)心血管醫(yī)學(xué)影像的自動(dòng)處理可達(dá)到分鐘級(jí)別，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)針對(duì)虛擬手術(shù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)處理可達(dá)到秒級(jí)別，隨著算力和算法的逐漸提高，實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)可穩(wěn)定應(yīng)用于手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)。 

  精準(zhǔn)仿真主要包括基于力學(xué)的血流、管壁和器械動(dòng)態(tài)仿真，其中，針對(duì)血流的仿真技術(shù)需充分結(jié)合醫(yī)學(xué)測(cè)速數(shù)據(jù)優(yōu)化個(gè)體化邊界條件設(shè)置，管壁和器械仿真則需結(jié)合力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解多類型病灶血管及器械的材料屬性，從而準(zhǔn)確完成針對(duì)流體和固體的功能學(xué)計(jì)算分析。

  力反饋主要指對(duì)真實(shí)世界的觸感感知，是連接虛實(shí)空間并構(gòu)建用戶真實(shí)體感的重要技術(shù)，將其與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合，融入上述實(shí)時(shí)計(jì)算和仿真算法，可在未來(lái)為復(fù)雜的心血管疾病例如瓣膜置換手術(shù)，左心耳封堵術(shù)，乃至 CTO 慢性完全閉塞等，提供可視、可感、精準(zhǔn)科學(xué)的手術(shù)規(guī)劃和方案輔助決策。 

（5）市場(chǎng)現(xiàn)狀及趨勢(shì) 

  截至2018年數(shù)據(jù)公布顯示，目前數(shù)字智能化醫(yī)療產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)為600億元人民幣，年增幅高達(dá) 20%，多年位居全球榜首。主要產(chǎn)品以計(jì)算機(jī)輔助的虛擬手術(shù)仿 真培訓(xùn)系統(tǒng)、手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)、手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，以及個(gè)性化智能設(shè)計(jì)模塊等為主。這一產(chǎn)業(yè)的興起，使傳統(tǒng)手術(shù)模式也加速了向個(gè)性化、智能化、精準(zhǔn)化的過(guò)渡轉(zhuǎn)型。 

  國(guó)外在上述領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)規(guī)劃發(fā)展較早，全球數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備每年銷售額為650億美元，年增幅超過(guò)10%。近年來(lái)有多家公司開(kāi)發(fā)了商業(yè)性 系統(tǒng)軟件，包括美國(guó)AnalyzeDirect公司的Analyze? ，Able Software Corp. 公司的3D-DORCTOR? 。比利時(shí) Materialise 公司的 SimPlant? 、ProPlan CMF? 、Mimics?、OrthoView?等，瑞典Nobel Biocare 公司的 NobelClinician? ，德國(guó)Med3D公司推出的三維規(guī)劃軟件 Implant3D 等等。此外，部分手術(shù)導(dǎo)航軟件也從最初不具備手術(shù)規(guī)劃模擬功能，發(fā)展到了目前標(biāo)準(zhǔn)配備有術(shù)前規(guī)劃模塊，如德國(guó) BrainLab 公司的Kick? 手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)、以色列DenX公司的IGI系統(tǒng)等。 

  相比國(guó)外的手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)近20多年的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)在這方面的研究起步相對(duì)較晚，目前的成果也有一定的不足和差距，以至于目前部分醫(yī)院在手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的使用上幾乎被國(guó)外的產(chǎn)品所壟斷，且購(gòu)買國(guó)外軟件的使用許可證價(jià)格昂貴，繼而使患者治療成本大幅增加。這樣的現(xiàn)狀也一定程度地限制了國(guó)內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)字化手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的接受程度。根據(jù)我國(guó)目前人口基數(shù)水平，疾病的復(fù)雜程度以及整體醫(yī)療服務(wù)水平提升的需求，手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的發(fā)展更加符合我國(guó)的國(guó)情需要。緊跟國(guó)際先進(jìn)水平，并開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及核心技術(shù)、且可被臨床應(yīng)用和市場(chǎng)接受的手術(shù)規(guī)劃平臺(tái)，勢(shì)在必行。 

  另一方面，麥肯錫公布的職業(yè)預(yù)測(cè)中顯示，從現(xiàn)在到 2030 年，在醫(yī)護(hù)人員大類中崗位需求將增長(zhǎng)122%，而這其中介入手術(shù)醫(yī)師的需求比例非常高。在我國(guó)， 2030 年之后 65 歲及以上人口占總?cè)丝诘谋戎鼗虺^(guò)20%，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提升，人民群眾醫(yī)療衛(wèi)生健康需求的增長(zhǎng)，近 3 年來(lái)全國(guó)手術(shù)量增幅一直保持在 8%~10%之間，在高質(zhì)量手術(shù)需求增加的趨勢(shì)下，手術(shù)規(guī)劃及術(shù)中輔助系統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)份額逐步擴(kuò)大。

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