英语中有句俗语——“It’s not brain surgery”（又不是脑科手术），用来形容某件事做起来很容易。确实，神经外科是难度最高的手术之一，关乎生死存亡。

不少发达国家和地区的神经外科医生多年来都在使用手术导航系统辅助来完成复杂的神经外科手术，借以降低患者面临的风险。尽管相关技术优势明显，但由于设备和成本问题，手术导航系统在中国并不常见。

相关核心技术和组件依赖进口，价格高昂，国内的许多医院未必能够负担。而且，学习如何操作进口的手术导航设备既费力又费时，使得手术导航系统更加难以普及。

研发低成本、高精准度的手术导航系统

今年早些时候，这类复杂手术找到了解决之道。北京协和医院联合腾讯AI Lab，共同发布了具有完全自主知识产权的手术导航系统，该系统由导航平板电脑、导航棒、深度感测相机等设备组成，可安装在手术头架上。

该国产系统历时三年研发完成，成本仅为进口产品的十分之一，同时具有较高精度。

北京协和医院神经外科教研室主任王任直教授表示：“该系统具有精准度高、便携、成本低等特点，可提供实时的大脑数字地图，进行术中导航，显著提高手术可靠性。”

目前，北京协和医院已使用该系统开展了三十余例临床试验，涉及脑出血、垂体腺瘤、胶质瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤和其他脑部相关肿瘤。医生在做这些手术时，不仅必须对病灶进行精确定位，同时还需要非常小心，避免损伤周围血管、神经和其他重要组织。

王任直教授表示：“过去我们只是凭着经验，在我们的脑海中将病人的CT或磁共振2D影像重新整合成3D影像。这需要大量长期的经验积累，而该系统在一定程度上减轻了这方面的压力。”

AI技术加持的3D脑图

该手术导航系统的成功秘诀在于运用了AI技术和大数据。术前，该系统会利用AI和影像技术，将磁共振、CT等影像自动进行3D可视化处理。定制化的3D“透明脑”能以数字方式一键生成，方便医生制定手术计划，向病人和家属讲解手术方案。

3D“透明脑”可帮助医生更好地分析病情。

手术中，借助融合深度学习和视觉算法的深度感测相机，可将3D“透明脑”与病人实际情况进行匹配，实现即时导航，就像一张为医生提供实时指引的地图。

手术中“导航”演示。

该系统的影像配准精度可达亚毫米级。而且，得益于算法能力的提升，影像配准时间从30分钟缩短至几秒钟。完成影像配准后，医生可以使用导航棒进行验证，安全措施可避免在错配的情况下进行手术。

脑部手术GPS系统

最后，同时定位与建图（SLAM）技术利用算法和传感数据，在不熟悉的环境（如大脑）中进行导航，同时实时跟踪该环境中的手术器械。这就像是一个GPS系统，可以提前发现交通堵塞和路障，在手术过程中让医生具备X光的透视能力，有助于医生从多个角度准确观察病灶的位置以及需要保护的组织或血管。

挽救更多生命

AI技术推动了神经外科领域的创新发展。专家预计，手术导航系统的发展也将逐步覆盖眼科、耳鼻喉科和急诊科等。该系统还能用于临床教学，提升基层医疗服务能力。

腾讯AI Lab将计算机视觉、机器学习、深度学习等技术与医学跨界融合，不断开发新的技术，辅助医生进行疾病筛查、诊断和治疗，从而挽救更多生命。