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騰訊聯手北京協和,切入這一領域

日期:2022-07-08

2022年7月5日,北京協和醫院聯合騰訊AI Lab共同發布了完全自主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。該系統由導航平板電腦、導航棒、深度相機等設備組成,小巧便攜,不占據手術室空間,是一款可位于頭架上的神經外科導航系統。它具有高精度、便攜式、低成本等特點,就像給臨床醫生的手術配上了GPS,輔助醫生精準定位隱藏在腦組織中的病變。

手術導航術中使用場景&系統核心組件

北京協和神經外科教研室主任、博士生導師王任直教授表示:“神經外科醫生在手術時,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的關系,避免手術當中損傷這些重要的組織。過去我們只是憑著經驗,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。實際上,這個學習過程是非常漫長的,需要大量長期的經驗積累。我們和騰訊共同研發的手術導航簡單、方便、易用,可以幫助臨床醫生解決許多實際問題?!?/span>

01

這套系統是如何進行導航的呢?

有些手術非常危險,以神經外科的手術為例,手術部位主要在頭部,手術操作的對象為大腦,任何微小的損傷,都可能造成永久的神經功能障礙。因此,神外醫生一直在追求實施更為精準、更加微創的手術。
目前很多醫生進行神經外科手術,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,憑經驗進行手術,風險較高。騰訊與協和聯手打造的導航系統能讓醫生實時看到各種“內部機關”,幫助實現精準手術。這套系統,是如何進行導航的呢?

首先生成三維圖像

將病人的CT、MRI等術前二維影像進行三維重建,實現可視化,一鍵便可生成個性化的3D“透明腦”,這樣一來,不但醫生能夠很直觀地觀察病灶位置,幫助定制手術計劃,也方便病人理解手術方案,讓醫生和病人更有信心。

術前“透明腦”生成
整個系統集光學定位和SLAM跟蹤于一體,通過光學定位,該手術導航系統能實時跟蹤手術器械;通過實時定位技術(SLAM),系統可在無需頭架和參考架的情況下,多角度觀察病灶位置。
術中,通過SLAM跟蹤可在無需頭架和參考架情況下,實現增強現實導航。以一位膠質瘤患者為例,醫生移動攝像頭,系統可實時展示病人顱內的三維結構相對頭皮的位置關系,輔助醫生快速制定切口。

術前切口制定
借助深度相機,綜合深度學習和視覺算法,該系統能實現虛擬空間和現實空間的高精度一鍵配準,將生成的3D“透明腦”1:1與病人實際情況進行匹配, 進行術中導航。

術中導航

借助深度相機

然后配準三維圖像借助深度相機,這是系統借助深度相機,綜合深度學習和傳統視覺算法,將實體人腦和3D人腦,進行亞毫米級精度的1:1配準,也就是將3D人腦的位置、大小和實體人腦達到1:1完全吻合。
3D人腦就相當于手術導航的地圖,如果地圖和實際場景有位置或者大小的偏差,不能做到百分之百的吻合,醫生就不能精準抵達目的地(病灶),這樣手術就會出現風險。試驗數據顯示,其配準精度可達亞毫米級。算法能力的提升,可將傳統手術導航的配準時間由傳統的近半個小時,縮短至幾秒鐘,為病人搶占寶貴的治療時機。

三維圖像配準

再然后驗證三維圖像配準,醫生使用導航棒進行配準驗證,如果不匹配,配準便沒有做到位,就不能在術中正確的導航;最后:開啟實時導航,通過光學定位、SLAM(即時定位與地圖構建)等技術,系統能實時跟蹤手術器械,幫助醫生更準確地多角度觀察病灶以及需要保護的腦組織、血管的位置。就像真正的“導航”一樣,路上(手術)的擁堵、障礙都能精準提前發現。
02

成本降低90%,加速技術普及

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

在國內,傳統的神經導航系統核心技術、組件依賴進口,動輒上百萬的費用很難讓這項技術真正惠及基層醫院;一些進口手術導航設備體積龐大,操作步驟繁雜,在急診和教學場景下很難真正用到。即使在全國三甲醫院,傳統手術導航的手術使用率也很低。

為解決這些問題,基于騰訊AI Lab的前沿算法能力和協和醫院的臨床經驗,騰訊自研發布了具有高精度、易操作、便攜、低成本等特性的手術導航系統。以前需要專用的導航設備現在只需要一塊普通的平板即可替代,新型導航在具有較高精度的前提下,將其成本壓縮到傳統手術導航產品的十分之一,填補了國內市場的空白的同時,也完成了手術導航系統的國產化替代。

基于騰訊 AI Lab 的前沿算法能力和北京協和醫院神經外科多年的臨床積累,國產手術導航系統能在術前、術中等多個環節,輔助醫生提升診療效率。騰訊表示,目前這套系統已在北京協和醫院神經外科開展了三十余臨床試驗,病例涉及腦出血、垂體腺瘤、膠質瘤、腦膜瘤、顱咽管瘤等多種疾病,與顯微鏡、內鏡等器械配合應用,成功完成了各類手術。

在實際應用場景中,該系統還可根據醫生需求,通過與AR眼鏡配適,對大腦進行多視角觀察,掃除視野盲區。未來,除了神經外科,這套導航系統也有希望在五官科、急診科應用。該系統還能用于課堂教學,臨床+便攜+低價+易用+低門檻,這讓在更多基層醫院得到推廣成為了可能。

03

健康巨鯨獸醫療布局

騰訊在醫療及生命科學領域已有多項布局,不僅通過戰投的方式建立投資生態,同時也在內部孵化了不少明星項目。?目前,騰訊醫療內部有騰訊覓影、騰訊醫典等產品及解決方案,目前,騰訊正在將計算機視覺、機器學習、深度學習等技術與醫學跨界融合,輔助醫生進行疾病篩查、診斷和治療,提高臨床醫生的診斷準確,挽救更多患者的生命。

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

2017年,騰訊發布了一款AI醫學影像產品——騰訊覓影,用以輔助醫生發現病灶;

2019年,騰訊亦與飛利浦(中國)達成戰略合作,開始了在智能醫療領域的研發;

2021年9月,由騰訊自主研發的“肺炎CT影像輔助分診及評估軟件”正式獲批第三類醫械注冊證,注冊證編號為“國械注準20213210612”,騰訊由此正式成為國內互聯網科技行業首個獲得醫療AI三類證的企業。

今年3月,廣西騰訊創業投資有限公司入股了深圳賽禾醫療技術有限公司,成為其第二大股東。據股權穿透圖顯示,騰訊云計算(無錫)有限責任公司由騰訊云計算(北京)有限責任公司100%控股??梢姡涍^多輪投資之后,騰訊將再度加碼醫療器械領域,正式開始銷售醫療器械。

騰訊覓影

騰訊首款將人工智能技術運用到醫學領域的產品,由騰訊醫療健康事業部牽頭,聚合騰訊內部包括 AI Lab、優圖實驗室等多個頂尖AI團隊的能力,將人工智能技術與醫學跨界融合研發而成,輔助醫生進行疾病篩查和診斷,提高臨床醫生的診斷準確率和效率。

目前,通過運用計算機視覺和深度學習技術,騰訊覓影能夠對內窺鏡、鉬靶、超聲、CT、MRI、病理、眼底照相、OCT等各類醫學影像進行學習訓練,輔助醫生診斷和重大疾病早期篩查等任務。市場上,早篩產品不少,但是一家企業,同時覆蓋多個病種早篩的并不多。

醫療投資領域

在醫療領域,騰訊的投資方向大致有醫療服務、醫療軟件信息系統、醫療保險和醫藥研發四個,從投資項目的分類看,雖然新藥研發是當前市場最熱的領域,但是騰訊投資仍偏向有互聯網屬性的醫療服務。

比如,其投資了更美、微醫、新氧、丁香園、好大夫、匯醫在線、鄰家醫生、羅賓醫生、妙手醫生、企鵝杏仁、森億智能等等,其中互聯網醫療項目占了一大部分。這也很容易理解,騰訊的大廠背景、流量支撐、互聯網屬性之下,使其在投資這類帶有互聯網屬性的項目時,有著得天獨厚的優勢基因。

醫療機構與患者方面

醫療機構與患者方面,騰訊醫療展開了微信醫保支付、電子健康卡、腫瘤助手、處方安全流轉平臺、大數據分析與可視化、智慧醫療云、醫療信息安全幾個方面的解決方案;?在區域醫療方面,提供微信電子健康卡開放平臺、全民健康信息平臺、區域智慧醫療平臺、區域大數據云和區域影像云平臺。

借助人工智能、云計算等技術優勢,騰訊圍繞互聯網醫療、醫療器械、醫療保險等領域正構建著初具規模的醫療事業版圖,此次騰訊AI Lab聯合北京協和醫院共同發布的具有完全自主知識產權的便攜式、智能化手術導航系統,是AI技術推動傳統產業革新的又一經典案例,無疑又為騰訊醫療事業版圖涂抹一筆重彩!

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