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2022年7月5日，北京協(xié)和醫(yī)院聯(lián)合騰訊AI Lab共同發(fā)布了完全自主產(chǎn)權(quán)的便攜式智能化手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，臨床初步應(yīng)用取得成功。該系統(tǒng)由導(dǎo)航平板電腦、導(dǎo)航棒、深度相機(jī)等設(shè)備組成，小巧便攜，不占據(jù)手術(shù)室空間，是一款可位于頭架上的神經(jīng)外科導(dǎo)航系統(tǒng)。它具有高精度、便攜式、低成本等特點(diǎn)，就像給臨床醫(yī)生的手術(shù)配上了GPS，輔助醫(yī)生精準(zhǔn)定位隱藏在腦組織中的病變。

手術(shù)導(dǎo)航術(shù)中使用場景&系統(tǒng)核心組件

北京協(xié)和神經(jīng)外科教研室主任、博士生導(dǎo)師王任直教授表示：“神經(jīng)外科醫(yī)生在手術(shù)時，不僅對病變定位精度要求高，同時還需要了解病變與周圍血管和神經(jīng)的關(guān)系，避免手術(shù)當(dāng)中損傷這些重要的組織。過去我們只是憑著經(jīng)驗(yàn)，將病人的CT或磁共振二維影像片子重新整合在大腦中形成三維圖像。實(shí)際上，這個學(xué)習(xí)過程是非常漫長的，需要大量長期的經(jīng)驗(yàn)積累。我們和騰訊共同研發(fā)的手術(shù)導(dǎo)航簡單、方便、易用，可以幫助臨床醫(yī)生解決許多實(shí)際問題?！?/p>

01、這套系統(tǒng)是如何進(jìn)行導(dǎo)航的呢？

有些手術(shù)非常危險(xiǎn)，以神經(jīng)外科的手術(shù)為例，手術(shù)部位主要在頭部，手術(shù)操作的對象為大腦，任何微小的損傷，都可能造成永久的神經(jīng)功能障礙。因此，神外醫(yī)生一直在追求實(shí)施更為精準(zhǔn)、更加微創(chuàng)的手術(shù)。 目前很多醫(yī)生進(jìn)行神經(jīng)外科手術(shù)，靠的是閱讀CT、MRI（核磁共振）的平面圖像，在自己腦海重建出病灶位置，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)較高。 騰訊與協(xié)和聯(lián)手打造的導(dǎo)航系統(tǒng)能讓醫(yī)生實(shí)時看到各種“內(nèi)部機(jī)關(guān)”，幫助實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)手術(shù)。 這套系統(tǒng)，是如何進(jìn)行導(dǎo)航的呢？

首先生成三維圖像

將病人的CT、MRI等術(shù)前二維影像進(jìn)行三維重建，實(shí)現(xiàn)可視化，一鍵便可生成個性化的3D“透明腦”，這樣一來，不但醫(yī)生能夠很直觀地觀察病灶位置，幫助定制手術(shù)計(jì)劃，也方便病人理解手術(shù)方案，讓醫(yī)生和病人更有信心。 

術(shù)前“透明腦”生成 整個系統(tǒng)集光學(xué)定位和SLAM跟蹤于一體，通過光學(xué)定位，該手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)能實(shí)時跟蹤手術(shù)器械；通過實(shí)時定位技術(shù)（SLAM），系統(tǒng)可在無需頭架和參考架的情況下，多角度觀察病灶位置。 術(shù)中，通過SLAM跟蹤可在無需頭架和參考架情況下，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航。以一位膠質(zhì)瘤患者為例，醫(yī)生移動攝像頭，系統(tǒng)可實(shí)時展示病人顱內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)相對頭皮的位置關(guān)系，輔助醫(yī)生快速制定切口。

術(shù)前切口制定 借助深度相機(jī)，綜合深度學(xué)習(xí)和視覺算法，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)虛擬空間和現(xiàn)實(shí)空間的高精度一鍵配準(zhǔn)，將生成的3D“透明腦”1:1與病人實(shí)際情況進(jìn)行匹配, 進(jìn)行術(shù)中導(dǎo)航。 

術(shù)中導(dǎo)航

借助深度相機(jī)

然后配準(zhǔn)三維圖像借助深度相機(jī)，這是系統(tǒng)借助深度相機(jī)，綜合深度學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)視覺算法， 將實(shí)體人腦和3D人腦，進(jìn)行亞毫米級精度的1：1配準(zhǔn)，也就是將3D人腦的位置、大小和實(shí)體人腦達(dá)到1：1完全吻合。 3D人腦就相當(dāng)于手術(shù)導(dǎo)航的地圖，如果地圖和實(shí)際場景有位置或者大小的偏差，不能做到百分之百的吻合，醫(yī)生就不能精準(zhǔn)抵達(dá)目的地（病灶），這樣手術(shù)就會出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，其配準(zhǔn)精度可達(dá)亞毫米級。算法能力的提升，可將傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航的配準(zhǔn)時間由傳統(tǒng)的近半個小時，縮短至幾秒鐘，為病人搶占寶貴的治療時機(jī)。 

三維圖像配準(zhǔn)

再然后驗(yàn)證三維圖像配準(zhǔn)，醫(yī)生使用導(dǎo)航棒進(jìn)行配準(zhǔn)驗(yàn)證，如果不匹配，配準(zhǔn)便沒有做到位，就不能在術(shù)中正確的導(dǎo)航； 最后：開啟實(shí)時導(dǎo)航，通過光學(xué)定位、SLAM（即時定位與地圖構(gòu)建）等技術(shù)，系統(tǒng)能實(shí)時跟蹤手術(shù)器械，幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地多角度觀察病灶以及需要保護(hù)的腦組織、血管的位置。就像真正的“導(dǎo)航”一樣，路上（手術(shù)）的擁堵、障礙都能精準(zhǔn)提前發(fā)現(xiàn)。 02    

成本降低90％，加速技術(shù)普及

如此“剛需”的系統(tǒng)，不是今天才誕生。早在1945年，首個有框架立體定位系統(tǒng)便研制成功，有框架是指將框架固定在人頭上（在頭上打孔，固定進(jìn)顱骨）。1986年，無框架立體導(dǎo)航面世，產(chǎn)品功能在不斷完善，一直到今天，神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)核心技術(shù)有了較大的發(fā)展。

在國內(nèi)，傳統(tǒng)的神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)核心技術(shù)、組件依賴進(jìn)口，動輒上百萬的費(fèi)用很難讓這項(xiàng)技術(shù)真正惠及基層醫(yī)院；一些進(jìn)口手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備體積龐大，操作步驟繁雜，在急診和教學(xué)場景下很難真正用到。即使在全國三甲醫(yī)院，傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)使用率也很低。

為解決這些問題，基于騰訊AI Lab的前沿算法能力和協(xié)和醫(yī)院的臨床經(jīng)驗(yàn)，騰訊自研發(fā)布了具有高精度、易操作、便攜、低成本等特性的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。以前需要專用的導(dǎo)航設(shè)備現(xiàn)在只需要一塊普通的平板即可替代，新型導(dǎo)航在具有較高精度的前提下，將其成本壓縮到傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航產(chǎn)品的十分之一，填補(bǔ)了國內(nèi)市場的空白的同時，也完成了手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的國產(chǎn)化替代。

基于騰訊 AI Lab 的前沿算法能力和北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科多年的臨床積累，國產(chǎn)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)能在術(shù)前、術(shù)中等多個環(huán)節(jié)，輔助醫(yī)生提升診療效率。騰訊表示，目前這套系統(tǒng)已在北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科開展了三十余臨床試驗(yàn)，病例涉及腦出血、垂體腺瘤、膠質(zhì)瘤、腦膜瘤、顱咽管瘤等多種疾病，與顯微鏡、內(nèi)鏡等器械配合應(yīng)用，成功完成了各類手術(shù)。

在實(shí)際應(yīng)用場景中，該系統(tǒng)還可根據(jù)醫(yī)生需求，通過與AR眼鏡配適，對大腦進(jìn)行多視角觀察，掃除視野盲區(qū)。未來，除了神經(jīng)外科，這套導(dǎo)航系統(tǒng)也有希望在五官科、急診科應(yīng)用。該系統(tǒng)還能用于課堂教學(xué)，臨床+便攜+低價+易用+低門檻，這讓在更多基層醫(yī)院得到推廣成為了可能。

03 、健康巨鯨獸的醫(yī)療布局

騰訊在醫(yī)療及生命科學(xué)領(lǐng)域已有多項(xiàng)布局，不僅通過戰(zhàn)投的方式建立投資生態(tài)，同時也在內(nèi)部孵化了不少明星項(xiàng)目。 目前，騰訊醫(yī)療內(nèi)部有騰訊覓影、騰訊醫(yī)典等產(chǎn)品及解決方案，目前，騰訊正在將計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)與醫(yī)學(xué)跨界融合，輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病篩查、診斷和治療，提高臨床醫(yī)生的診斷準(zhǔn)確率，挽救更多患者的生命。

騰訊在醫(yī)械布局最早可追溯至2016年，據(jù)愛企查顯示，騰訊醫(yī)療健康（深圳）有限公司成立于2016年12月15日，隨后，不斷加快在醫(yī)械布局：

2017年，騰訊發(fā)布了一款A(yù)I醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品——騰訊覓影，用以輔助醫(yī)生發(fā)現(xiàn)病灶；

2019年，騰訊亦與飛利浦（中國）達(dá)成戰(zhàn)略合作，開始了在智能醫(yī)療領(lǐng)域的研發(fā)；

2021年9月，由騰訊自主研發(fā)的“肺炎CT影像輔助分診及評估軟件”正式獲批第三類醫(yī)械注冊證，注冊證編號為“國械注準(zhǔn)20213210612”，騰訊由此正式成為國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)科技行業(yè)首個獲得醫(yī)療AI三類證的企業(yè)。

今年3月，廣西騰訊創(chuàng)業(yè)投資有限公司入股了深圳賽禾醫(yī)療技術(shù)有限公司，成為其第二大股東。據(jù)股權(quán)穿透圖顯示，騰訊云計(jì)算（無錫）有限責(zé)任公司由騰訊云計(jì)算（北京）有限責(zé)任公司100%控股?？梢?，經(jīng)過多輪投資之后，騰訊將再度加碼醫(yī)療器械領(lǐng)域，正式開始銷售醫(yī)療器械。

騰訊覓影

騰訊首款將人工智能技術(shù)運(yùn)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)品，由騰訊醫(yī)療健康事業(yè)部牽頭，聚合騰訊內(nèi)部包括 AI Lab、優(yōu)圖實(shí)驗(yàn)室等多個頂尖AI團(tuán)隊(duì)的能力，將人工智能技術(shù)與醫(yī)學(xué)跨界融合研發(fā)而成，輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病篩查和診斷，提高臨床醫(yī)生的診斷準(zhǔn)確率和效率。

目前，通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，騰訊覓影能夠?qū)?nèi)窺鏡、鉬靶、超聲、CT、MRI、病理、眼底照相、OCT等各類醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，輔助醫(yī)生診斷和重大疾病早期篩查等任務(wù)。市場上，早篩產(chǎn)品不少，但是一家企業(yè)，同時覆蓋多個病種早篩的并不多。

醫(yī)療投資領(lǐng)域

在醫(yī)療領(lǐng)域，騰訊的投資方向大致有醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療軟件信息系統(tǒng)、醫(yī)療保險(xiǎn)和醫(yī)藥研發(fā)四個，從投資項(xiàng)目的分類看，雖然新藥研發(fā)是當(dāng)前市場最熱的領(lǐng)域，但是騰訊投資仍偏向有互聯(lián)網(wǎng)屬性的醫(yī)療服務(wù)。

比如，其投資了更美、微醫(yī)、新氧、丁香園、好大夫、匯醫(yī)在線、鄰家醫(yī)生、羅賓醫(yī)生、妙手醫(yī)生、企鵝杏仁、森億智能等等，其中互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療項(xiàng)目占了一大部分。這也很容易理解，騰訊的大廠背景、流量支撐、互聯(lián)網(wǎng)屬性之下，使其在投資這類帶有互聯(lián)網(wǎng)屬性的項(xiàng)目時，有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢基因。

醫(yī)療機(jī)構(gòu)與患者方面

醫(yī)療機(jī)構(gòu)與患者方面，騰訊醫(yī)療展開了微信醫(yī)保支付、電子健康卡、腫瘤助手、處方安全流轉(zhuǎn)平臺、大數(shù)據(jù)分析與可視化、智慧醫(yī)療云、醫(yī)療信息安全幾個方面的解決方案； 在區(qū)域醫(yī)療方面，提供微信電子健康卡開放平臺、全民健康信息平臺、區(qū)域智慧醫(yī)療平臺、區(qū)域大數(shù)據(jù)云和區(qū)域影像云平臺。

借助人工智能、云計(jì)算等技術(shù)優(yōu)勢，騰訊圍繞互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療、醫(yī)療器械、醫(yī)療保險(xiǎn)等領(lǐng)域正構(gòu)建著初具規(guī)模的醫(yī)療事業(yè)版圖，此次騰訊AI Lab聯(lián)合北京協(xié)和醫(yī)院共同發(fā)布的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的便攜式、智能化手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，是AI技術(shù)推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)革新的又一經(jīng)典案例，無疑又為騰訊醫(yī)療事業(yè)版圖涂抹一筆重彩！

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