英文有句俗語——「It’s not brain surgery」（又不是腦科手術），用來形容某些事很容易做。確實，神經外科手術既複雜難度又高，每每生死攸關。

不少發達國家和地區的神經外科醫生多年來都在使用手術導航系統輔助來完成複雜的神經外科手術，藉以降低患者面臨的風險。儘管相關技術優勢明顯，但由於設備和成本問題，手術導航系統在中國並不常見。

相關核心技術和組件依賴進口，價格高昂，國內許多醫院未必能夠負擔。而且，學習如何操作進口的手術導航設備既費力又費時，使得手術導航系統更加難以普及。

研發低成本、高精準度的手術導航系統

今年早些時候，這類複雜手術找到了解決之道。北京協和醫院聯合騰訊AI Lab，共同發布了具有完全自主知識產權的手術導航系統，該系統由導航平板電腦、導航棒、深度感測相機等設備組成，可安裝在手術頭架上。

該國產系統歷時三年研發完成，同樣具備高精準度，但成本僅為進口產品的十分之一。

北京協和醫院神經外科教研室主任王任直教授表示：「該系統具有精準度高、便攜、成本低等特點，可提供實時的大腦數碼地圖，進行手術導航，顯著提高手術可靠性。」

目前，北京協和醫院已使用該系統開展了三十餘例臨床試驗，涉及腦出血、垂體腺瘤、膠質瘤、腦膜瘤、顱咽管瘤和其他腦部相關腫瘤。醫生在做這些手術時，不僅必須對病灶進行精確定位，同時還需要非常小心，避免損傷周圍血管、神經和其他重要組織。

王任直教授表示：「過去我們只是憑着經驗，在我們的腦海中將病人的CT或MRI的2D影像重新整合成3D影像。這需要大量長期的經驗積累，而該系統在一定程度上減輕了這方面的壓力。」

AI技術加持的3D腦圖

該手術導航系統的成功秘訣在於運用了AI技術和大數據。術前，該系統會利用AI和影像技術，將MRI、CT等影像自動進行3D視覺化處理。定制的3D「透明腦」能以數碼方式一鍵生成，方便醫生制定手術計劃，以及向病人和家屬講解手術方案。

3D「透明腦」可幫助醫生更好地分析病情。

手術中，借助融合深度學習和視覺算法的深度感測相機，可將3D「透明腦」與病人實際情況進行匹配，實現即時導航，就像一張為醫生提供即時指引的地圖。

手術中「導航」演示。

該系統的影像套合精準度可達亞毫米級。而且，得益於算法能力的提升，影像套合時間從30分鐘縮短至幾秒鐘。完成影像套合後，醫生可以使用導航棒進行驗證，安全措施可避免在錯配的情況下進行手術。

腦部手術GPS系統

最後，同時定位與建圖（SLAM）技術利用算法和感測數據，在不熟悉的環境（如大腦）中進行導航，同時實時跟蹤該環境中的手術器械。這就像是一個GPS系統，可以提前發現交通堵塞和路障，在手術過程中讓醫生具備X光的透視能力，有助於醫生從多個角度準確觀察病灶的位置以及需要保護的組織或血管。

挽救更多生命

AI技術推動了神經外科領域的創新發展。專家預計，手術導航系統的發展也將逐步覆蓋眼科、耳鼻喉科和急症科等。該系統還能用於臨床教學，提升基層醫療服務能力。

騰訊AI Lab將電腦視覺、機器學習、深度學習等AI與醫學跨界融合，不斷開發新的科技，輔助醫生進行疾病篩查、診斷和治療，從而挽救更多生命。