2024年05月24日
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艾瑞迈迪自主研发高精度光学与磁定位核心组件攻克“卡脖子”难题

给手术机器人装上“眼睛”

艾瑞迈迪副总裁林毓聪介绍日前发布的瑞瞳PRO 赵博硕/摄

□本报记者 倪恒虎 张玏珺

瑞瞳PRO“看”了一眼,不到6秒,显示器上即出现了手术部位的三维表面图像。而在此前,这项工作由医生手工完成,需要花上约15到20分钟。

艾瑞迈迪医疗科技(北京)有限公司(以下简称“艾瑞迈迪”)日前发布的瑞瞳PRO,是利用全球首创的“多源时空光场融合技术”,打造的多源视觉传感定位与重建系统,标志着公司打破国际技术壁垒,实现了从跟跑、并跑到领跑的逆袭。这家创立于2016年的科技企业,自主研发高精度医用光学与磁定位核心组件攻克“卡脖子”难题,致力于实现国产化替代进口,掌握主动权。

6秒内非接触式无标配准

在外科手术发展追求微创化和标准化的进程中,如何让手术机器人做到更精准地定位,是医疗行业需要不断提升自主化和创新性的基础性工程。

艾瑞迈迪主攻的定位核心组件长期被海外厂家垄断。这类系统能够进行手术器械高精度地跟踪与定位,实际应用中需要产品达到亚毫米级的定位精度、长时工作的稳定性以及符合医疗器械电磁兼容等行业要求。艾瑞迈迪研发团队攻克了从算法到设备装配,再到光路搭建等一系列问题,实现了产品高精度装配和量产工艺。“瑞瞳”系列高精度医用定位系统的上市,使一直以来的“卡脖子”问题得到解决,为国内手术机器人行业上游“补短板”。

艾瑞迈迪副总裁林毓聪介绍说,在瑞瞳系列产品成功推出的基础上,公司继续攻克了临床使用不便、配准时间长且术中位姿位态不可调整等问题。日前刚刚发布的瑞瞳PRO多源视觉传感定位与重建系统,将定位追踪、三维表面重建、真实场景映射等集成于一体。“大范围应用后,有望打破目前手术治疗与临床诊断的界限,引领全新的手术诊疗模式的建立。”

在当前的手术导航和手术机器人临床使用过程中,手术开始前的医生手动划点配准等准备工作往往繁琐耗时,通常需要约15到20分钟时间。如果采用两台设备分别实现精准导航和无标配准,则还需要在术中引入空间标定等复杂操作,既增加了临床准备时间,又会引入新的误差,因此过去一直没有较好的解决方案。艾瑞迈迪的瑞瞳PRO产品正是针对这一痛点而研发的,它同时实现了亚毫米级精准定位与6秒以内的非接触式无标配准,并解决了术中真实位姿缺失的问题,真正实现了动态导航,辅助医生实时决策调整。这一创新将使手术导航设备和手术机器人在临床使用上得到更多医生的认可。

在这背后,是核心技术的有力支撑。艾瑞迈迪团队一直致力于光场技术的研究与应用开发,瑞瞳PRO正是通过捕捉并记录光在每一个方向通过每一个点的光量,生成全视角高清三维图像,并反馈手术部位和器械动态变化,解决传统图像引导缺乏术中真实位移信息的难题。术中实时记录的彩色视频流可与术前CT、MRI等影像精准融合,展现更细腻的影像效果。动态增强现实技术实现即时重建连续的三维可视化影像,协助医生进行手术评估。

自主研发关键核心技术

经过多年深耕,艾瑞迈迪现拥有定位传感、光电成像、虚拟仿真、医学影像智能分析、人机交互等关键核心技术,为临床微创手术诊疗提供手术导航机器人核心技术、核心组件及智能医疗器械完整解决方案,成长为全球唯一一家业务覆盖头颈与神外、经皮穿刺、骨科、泛血管四大领域的手术机器人公司。

截至目前,艾瑞迈迪共申请百余项专利,全面覆盖导航跟踪配准、手术导航机器人、临床应用、手术规划、AI技术等前沿领域,完成核心技术知识产权布局。近年来,公司在国产核心零部件、手术解决方案、颅底手术导航及经皮穿刺机器人终端设备等方面取得重大突破。其中,“混合现实引导精准、安全头颈微创手术导航机器人系统研发”“超声主导多模影像经皮穿刺机器人系统研发”两个项目入选国家重点研发计划。

基于核心组件及技术平台,艾瑞迈迪自主研发的颅底外科手术导航设备、穿刺手术导航定位系统,取得国家药品监督管理局核发的第III类医疗器械注册证;一款基于双目视觉原理进行跟踪和定位的光学定位设备“瑞瞳”获得了2023年北京市新技术新产品(服务)认定,并入选2023年北京市首台(套)重大技术装备目录。

林毓聪表示,在实际应用方面,艾瑞迈迪已与手术机器人、骨科器械、手术耗材、内窥镜、影像设备、智能诊断等国内超50家厂商达成合作。

艾瑞迈迪由北京理工大学孵化,已经跻身北京市专精特新中小企业。扎根海淀汲取创新创业的营养,艾瑞迈迪持续强化底层技术。林毓聪说,公司与北京理工大学、清华大学、北京大学、北京航空航天大学、中国人民解放军总医院、北京同仁医院、北京协和医院、首都医科大学宣武医院等高校、医院达成合作。

“补链”“强链”“延链”

手术机器人是一个医工交叉、涉及多学科的行业,被寄予培育新质生产力的厚望。2023年以来,手术机器人行业政策东风劲吹,利好不断。国务院发布的《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》提出,鼓励具备条件的医疗机构加快医学影像、放射治疗、远程诊疗、手术机器人等医疗装备更新改造。工信部等部门联合颁布的《“机器人+”应用行动实施方案》,鼓励有条件有需求的医院使用机器人实施精准微创手术。《关于进一步完善医疗卫生服务体系的意见》提出,加快推进互联网、区块链、物联网、人工智能、云计算、大数据等在医疗卫生领域中的应用。《北京市机器人产业创新发展行动方案(2023—2025年)》提出,面向行业前沿和医疗应用需求,提升手术机器人全流程手术辅助能力。

科技创新能够催生新产业、新模式、新动能,是发展新质生产力的核心要素。艾瑞迈迪副总裁林毓聪表示,这两年企业在推广中明显感觉到,手术机器人和医疗器械厂商热情很高,对核心零部件的需求与日俱增。

“这个行业还处于起步阶段,手术机器人深入医院,要以核心技术的自主可控为重点,打通各个环节。”林毓聪说,艾瑞迈迪搭建了一套覆盖软硬件开发、治疗方案设计全部环节的研发体系“MOST”。其中,M强调医学影像分析、增强现实配准等功能,为手术机器人、术前规划等环节必备;O和S主要强调硬件产品,包含光学和磁定位设备以及各类传感器核心技术;T指治疗方案和手术培训,包含手术工作、仿真训练软件。有了MOST技术平台,艾瑞迈迪能够纵横多科室、多术式的精准手术导航机器人设备的快速研发与迭代,为客户提供更具性价比的技术解决方案。

“艾瑞迈迪填补国内高精度光学定位跟踪技术空白,在上游进行‘补链’;同时,在中游为手术机器人行业提供多样化的精准导航组件与全链条多术式手术机器人整体解决方案,进行‘强链’‘延链’,最终让下游的医院、医生、患者等使用者受益。”林毓聪说。

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