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ROBOT INDUSTRY
當手術的成敗系于分毫之間,神經外科便成為現代醫學最極致的戰場之一。傳統依賴經驗與徒手穩定的模式正逼近極限,手術機器人的引入正悄然掀起一場范式革命。
當前,全球手術機器人產業蓬勃發展,但在對精度要求最為苛刻的神經外科領域,挑戰依然嚴峻。在神經外科這片要求“極度精準”的醫學戰場,毫米乃至亞毫米的偏差都直接關聯著患者的運動、語言等核心功能。
武漢聯影智融醫療科技有限公司(以下簡稱“聯影智融”),作為聯影集團旗下臨床創新先鋒,自誕生之初便攜帶了強大的“影像基因”。不同于從機械臂或導航單點切入的手術機器人企業,聯影智融致力于打造診療一體化的手術機器人及智慧手術室解決方案,從數據源頭打破信息孤島,為神經外科醫生提供從智能規劃、精準導航到實時驗證的全流程能力。
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重塑神經外科戰場
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聯影智融神經及骨科業務產品市場總監廉蓮指出,在處理腦深部、功能區或微小病灶時,人手的不可控震顫和視覺局限成為難以逾越的瓶頸。手術不僅要求“毫米級”的解剖精度,更需要對血管、神經纖維束進行功能性保護,這實質上是對“亞毫米級”穩定操控的系統工程要求。
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圖1 聯影智融神經及骨科業務產品市場總監廉蓮操作神外機器人
手術機器人的價值,在于實現了“醫生戰略思維”與“機器戰術執行”的融合。術前,其優勢奠定在多模態影像的深度融合與智能規劃上。聯影智融憑借集團在高端影像設備的絕對領導力,能夠無損耗地融合CT、MRI、彌散張量成像(DTI)、功能性磁共振(fMRI)等多維信息,構建出包含解剖結構、神經功能連接乃至代謝信息的患者“數字腦”。基于此,人工智能算法進行自動分割、路徑規劃與風險預警,將手術方案從二維經驗判斷,提升為三維、量化、個性化的“手術地圖”。
術中,則是“實時影像導航”與“亞毫米級精準操控”協同,廉蓮形象地闡釋,實時影像導航如同為手術提供了“動態高精地圖”。傳統導航依賴術前影像,但手術開始后,因腦脊液流失或組織切除導致的“腦漂移”會使“導航地圖”失準。通過與術中影像設備如滑軌CT聯動,系統能即時更新影像,校正誤差,確保導航指引始終同步。機械臂提供的精準操控,則如同“超級自動駕駛”,徹底濾除人手生理震顫,將規劃路徑轉化為穩定、精確的物理運動。二者的結合,實現了“在高精度動態地圖上實現自動駕駛”,將手術從一次性靜態定位,升級為可實時追蹤與糾偏的全程動態精準過程。
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圖2 聯影智融神經外科手術規劃軟件
這一技術閉環在腦深部電刺激術(DBS)等高復雜度手術中展現出變革性力量。采用聯影智融一體化方案后,患者可在手術室內完成無框架掃描、自動規劃。機械臂將電極送達靶點,術后即刻掃描驗證,實現了“無框架、全流程一體化、實時驗證”,大幅提升了手術效率和可預測性,更將頂尖專家的精準操作能力轉化為可復制、可標準化的臨床流程。
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從單機導航到手術室整體智能
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聯影智融的愿景不止于提供一臺高性能的機器人,而是構建一個智能化的手術生態。其“智慧一體化”理念的集中體現,便是uOR魔方智慧元手術室。
uOR魔方的核心是一個基于AI驅動的“手術智慧大腦”,它實現了“信息流、控制流、設備流”的深度融合與無縫調度。
在術前,智慧大腦可調用AI算法,對病灶進行自動三維重建與分割,一鍵生成個性化的手術方案。術中,所有關鍵設備,包括影像設備(CT、DSA)、生命監護儀、手術機器人、麻醉機等的數據被實時接入、同屏融合呈現。醫生在術野旁即可調閱患者影像,甚至將三維模型疊加于現實術野之上,獲得“透視”般的操作視野,同時能集中控制設備動作,極大減少了注意力分散和操作步驟的次數。
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圖3 uOR魔方智慧元手術室
術后,系統能自動生成結構化手術報告,并利用AI分析手術視頻,標記關鍵步驟,形成可用于教學、培訓和質控的寶貴資料。
uOR魔方智慧元手術室打破了傳統手術室中各類設備彼此孤立、信息割裂的“孤島”狀態。它不再僅僅追求單一設備的性能極致,而是通過一個統一的智能中樞,將人、設備、信息與環境連接成一個有機整體,圍繞“成功完成手術”這一核心目標進行實時感知、分析與協同,從根本上優化了外科診療的全局流程,提升了決策效率。
通過聯影云平臺,智慧手術室內產生的全景數據、優化的AI模型以及標準化的手術流程,可以安全地匯流至云端,并靈活分發。這意味著,基層醫院的醫生在面臨復雜病例時,能夠遠程獲得與頂級神經外科中心同樣的智能規劃與導航支持;資深專家則可以基于實時共享的高保真術中影像與數據,進行跨越地理限制的精準遠程指導,極大提升了優質醫療資源的可及性。
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自主可控的平臺化能力與全科拓展
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要實現從神經外科的單點突破到多科室的規模化賦能,其根本依托在于強大且自主可控的底層技術平臺。這深刻呼應了聯影集團“必須全線覆蓋自主研發、必須掌握全部核心技術、必須對標國際頂尖水準”的“三個必須”原則。
神經外科機器人技術壁壘極高,尤其在亞毫米級精度機械臂、多模態影像實時融合算法、涉及腦網絡功能的智能決策等層面。從行業實際情況看,在精密機械臂、高靈敏度傳感器等關鍵基礎部件領域,本地化發展依然任重道遠,是需要長期攻堅的課題。“我們希望為全行業做點實事,”廉蓮表示,聯影智融的選擇是,將“三個必須”原則融入創新血脈,堅持全鏈路自主研發,從機械臂的設計制造、光學追蹤系統,到核心控制算法、導航軟件與AI模型,逐步攻克關鍵環節。
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圖4 聯影智融經皮介入機器人
這種深度自主研發構建的平臺化能力,成為其產品矩陣能夠從神經外科向脊柱、經皮介入等領域穩健拓展的核心引擎。用于神經外科的uIGS Brain手術機器人與用于介入的uInterv機器人,雖應對的臨床場景(柔軟的腦組織與復雜的血管網絡)截然不同,但它們共享著源自聯影的精準影像引導內核、高精度機器人運動控制平臺以及統一的數據處理架構。且在脊柱手術機器人研發中,同樣需要應對骨骼的堅硬與毗鄰神經的脆弱這一對矛盾,對“亞毫米級置釘精度”與“智能避讓保護”提出了并存的高要求。聯影智融正是基于統一的底層技術平臺進行適應性開發與創新,將神經外科領域錘煉的精準感知與決策能力進行復用與升華。
由此,聯影智融構建的“設備+方案+云”生態,超越了單一產品邏輯。智能設備是產生精準數據的“手”與“眼”,一體化解決方案是跨設備協同解決核心臨床痛點的“場景智慧”,云平臺是匯流數據、沉淀知識、持續優化AI模型的“智慧大腦”。這一生態確保了技術創新的可延續性和可擴展性,為未來覆蓋更廣泛疾病領域的精準診療需求提供了平臺支撐。
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從技術追隨到標準引領
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回顧發展歷程,聯影智融實現從追趕進口品牌到入圍國家級榜單和重大專項的跨越,其關鍵轉折在于確立了“醫工深度融合”為創新的第一性原理,并完成了從“解決已知問題”到“定義未來標準”的心態轉變。
聯影智融的早期目標聚焦于高端醫療器械的自主創新,但真正的飛躍始于與華中科技大學同濟醫院等頂級臨床機構建立起“共同發明者”式的戰略合作,臨床專家深度前置到研發源頭,直接催生了如“實時可視化介入機器人”等直擊根本需求的原創產品。
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圖5 聯影智融神經外科手術機器人
當這種以臨床終局價值為導向的創新模式,在神經外科、介入、腔鏡等多個領域持續產出填補空白甚至全球首創的成果時,聯影智融輸出的便不再僅是產品,而是一種可復制的創新范式。國家的創新政策為這種“范式輸出”提供了加速通道,在手術機器人的研發中,通過“揭榜掛帥”項目,聯影智融與頂尖醫院專家結成創新聯合體,共同攻關國家級臨床課題。這種機制促使工程師更早、更深地理解臨床場景,加速了原始創新從概念走向市場、參與定義技術標準的過程。
展望未來,神經外科機器人將向操作自動化、感知多維化、專科專用化演進。而AI與機器人結合的下一個爆發點,將在“術式自動化”與“預后預測”的交匯處。未來的AI不僅能輔助規劃,更可能基于海量數據在特定步驟中實現實時引導;更重要的是,它能對腫瘤切除程度、神經功能預后等進行術中實時預測,實現從“輔助操作”到“輔助決策”,乃至“預見性醫療”的跨越。
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