近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院新增一例專利公開。該專利為一種基于磁場定位的手術(shù)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)，具有應(yīng)用場景寬，抗干擾效果好，對人體無創(chuàng)，安裝簡單方便，無需反復(fù)拆裝且定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。

 據(jù)公開資料顯示，團(tuán)隊(duì)通過口腔內(nèi)固定磁體并采集影像學(xué)數(shù)據(jù)，建立影像學(xué)坐標(biāo)系，隨后設(shè)置磁傳感器陣列檢測磁體位置，形成磁場坐標(biāo)系。兩者坐標(biāo)系通過磁體位置進(jìn)行擬合，構(gòu)建擬合坐標(biāo)系，并據(jù)此重新定義手術(shù)區(qū)域坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

 手術(shù)導(dǎo)航滲透多個(gè)外科場景

手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)（IGS）以超聲、X射線、CT、MRI等醫(yī)學(xué)影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立患者的三維模型，醫(yī)生據(jù)此來制定手術(shù)計(jì)劃。在術(shù)中，再利用實(shí)時(shí)定位跟蹤系統(tǒng)，引導(dǎo)醫(yī)生操作，確保手術(shù)方案實(shí)施。

 手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)通常由成像模塊、追蹤模塊、顯示模塊三部分組成，并隨著計(jì)算機(jī)、CT、高精度定位跟蹤系統(tǒng)等多學(xué)科技術(shù)發(fā)展，手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)正不斷向著更加精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、智能、兼容、交互和便攜的方向發(fā)展。

 按技術(shù)來分類，手術(shù)導(dǎo)航可分為電磁導(dǎo)航系統(tǒng)、混合導(dǎo)航系統(tǒng)、光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)、基于透視的導(dǎo)航系統(tǒng)、基于CT的導(dǎo)航系統(tǒng)和其他技術(shù)。以美敦力旗下產(chǎn)品Medtronic AxiEM 立體定向?qū)Ш较到y(tǒng)，主要依賴于電磁跟蹤技術(shù)，測量病灶在磁場中的位置和方向。

 而從應(yīng)用場景來看，盡管手術(shù)導(dǎo)航起源于神經(jīng)外科，但如今已經(jīng)滲入脊柱外科（骨科）、關(guān)節(jié)置換（骨科），骨折復(fù)位、髓內(nèi)釘鎖釘、鼻喉科、整形外科、肺部診療、產(chǎn)程監(jiān)護(hù)、腫瘤介入等科室。目前國內(nèi)手術(shù)導(dǎo)航市場主要集中在神經(jīng)外科、骨科領(lǐng)域。

 在骨科領(lǐng)域，還跑出了市值超60億元的天智航，旗下TiRobot Recon 骨科手術(shù)導(dǎo)航定位系統(tǒng)的適用范圍是成人全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。

 北美巨頭先占優(yōu)勢，國內(nèi)加速布局產(chǎn)品

憑借在外科手術(shù)中的優(yōu)異表現(xiàn)，手術(shù)導(dǎo)航的市場規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。由貝哲斯咨詢統(tǒng)計(jì)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)市場數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，2022年全球手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)市場規(guī)模到達(dá)到了749.78億元（人民幣）。

 但從競爭層面來看，全球外科導(dǎo)航系統(tǒng)的主要參與者包括美敦力、Brainlab、GE醫(yī)療、史賽克、貝朗等。全球前五大制造商的銷售市場份額超過75%，北美生產(chǎn)占最大市場份額。

 我國手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展較晚，1997年，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科引進(jìn)了第一臺(tái)美敦力的StealthStation神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)。兩年后，深圳安科公司才開發(fā)了第一臺(tái)國產(chǎn)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。

 但在2006年，原國家衛(wèi)生部公布的課題申請中，“圖像引導(dǎo)下外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)研究”赫然在列。創(chuàng)業(yè)者“嗅”到了政策釋放的暖意，國內(nèi)不斷涌現(xiàn)出一批手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的龍頭企業(yè)，華科精準(zhǔn)、艾瑞邁迪、醫(yī)達(dá)極星、柏惠維康、迪凱爾、愛立峰等公司入局。

 例如艾瑞邁迪基于雙目視覺進(jìn)行跟蹤和定位的光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備——瑞瞳，通過追蹤光學(xué)小球做精準(zhǔn)定位，便能達(dá)到0.1毫米的高精度識(shí)別；2022年，華科精準(zhǔn)“神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航定位系統(tǒng)”獲批上市，用于神經(jīng)外科手術(shù)器械和植入物的導(dǎo)航和定向定位。

 隨著入局者增加，行業(yè)底層技術(shù)也在不斷發(fā)展。在軟件開發(fā)上，中國科學(xué)院自動(dòng)化所田捷教授就整合了醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)、分析技術(shù)與創(chuàng)新技術(shù)，搭建了靈活可用的整體計(jì)算框架；在定位工具上，復(fù)旦大學(xué)張凡教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種具有高亮度的氮偶氮硼二吡咯烷刷狀大分子探針，具有很強(qiáng)的生物安全性，有望應(yīng)用于腫瘤的早期診斷和術(shù)中導(dǎo)航。

轉(zhuǎn)載來源：動(dòng)脈網(wǎng) 作者：沈宇婷