導(dǎo)管為什么不容易“丟方向”？拆解直覺醫(yī)療Ion的形狀感知技術(shù)

近年來，隨著低劑量螺旋CT普及，肺部小結(jié)節(jié)檢出率快速提升。與此同時(shí)，另一個(gè)問題開始越來越頻繁地出現(xiàn)在臨床醫(yī)生面前：CT已經(jīng)看見病灶，但并不意味著能夠穩(wěn)定抵達(dá)病灶。

尤其在肺外周。

相比中央氣道，肺外周更像一張不斷分叉、持續(xù)變細(xì)的“支氣管樹”。很多幾毫米級(jí)病灶，隱藏在遠(yuǎn)端細(xì)支氣管深處。路徑彎曲、氣道纖細(xì)、方向復(fù)雜，往往也是肺外周結(jié)節(jié)診療最難的部分。

這也是為什么，機(jī)器人支氣管鏡相關(guān)技術(shù)近幾年開始成為肺癌精準(zhǔn)診療領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

在目前全球支氣管鏡機(jī)器人領(lǐng)域，直覺醫(yī)療Ion支氣管導(dǎo)航操作控制系統(tǒng)，無疑是討論度最高的平臺(tái)之一。相比傳統(tǒng)支氣管鏡導(dǎo)航，很多臨床醫(yī)生在實(shí)際使用Ion 時(shí)，最直接的感受是，并不僅僅是“更容易找到病灶”，而是一種更加清晰、連續(xù)、穩(wěn)定的路徑控制體驗(yàn)——在復(fù)雜彎曲氣道中，導(dǎo)管的方向變化、整體形態(tài)以及取樣過程中的位置狀態(tài)，都變得更加可感知、可確認(rèn)。

MedRobot了解到，Ion之所以在肺外周復(fù)雜路徑場(chǎng)景中呈現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性，與其采用的一項(xiàng)核心底層技術(shù)密切相關(guān)：Shape-sensing（形狀感知）。

這項(xiàng)技術(shù)的核心，不只是“導(dǎo)航”，而是讓醫(yī)生能夠?qū)崟r(shí)看到導(dǎo)管在氣道中的整體形態(tài)變化。

對(duì)于肺外周結(jié)節(jié)精準(zhǔn)診療而言，這意味著很多原本依賴經(jīng)驗(yàn)與反復(fù)試探的過程，開始變得更可感知、更可確認(rèn)。

支氣管樹”中的穿行：肺外周介入的最后1厘米

肺外周沒有寬闊的“主干道”，只有分叉繁多、彎曲復(fù)雜的支氣管樹。一顆幾毫米的結(jié)節(jié)，往往藏在多次分叉后的遠(yuǎn)端氣道、急轉(zhuǎn)彎后的細(xì)小支氣管，或是 CT 能看見但鏡下“夠不到”的區(qū)域 。

很多醫(yī)生都經(jīng)歷過這樣的痛點(diǎn)：

• 術(shù)前路徑規(guī)劃清晰，導(dǎo)航顯示“已接近病灶”。

• 但在實(shí)際操作中，導(dǎo)管開始偏移、旋轉(zhuǎn)、失去方向感。

• 關(guān)鍵操作常因定位不準(zhǔn)或取樣不足，導(dǎo)致需要重復(fù)穿刺。

肺外周診療的核心痛點(diǎn)，始終在于能否穩(wěn)定地到達(dá)目標(biāo)并完成高質(zhì)量操作。

腔內(nèi)世界的“動(dòng)捕服”光纖傳感如何還原每一度扭轉(zhuǎn)

什么是“形狀感知”？它本質(zhì)上是一套基于光纖的實(shí)時(shí)形態(tài)感知技術(shù)。

正如好萊塢電影通過傳感器捕捉演員的每一處細(xì)微動(dòng)作，并1:1同步到3D角色之上，Ion的形狀感知技術(shù)也為導(dǎo)管“穿上了動(dòng)捕服”：

實(shí)時(shí)還原導(dǎo)管內(nèi)置的光纖高度集成了微型傳感器，每秒進(jìn)行數(shù)百次計(jì)算。導(dǎo)管在氣道內(nèi)每 1 毫米的彎曲、每 1 度的扭轉(zhuǎn)，都會(huì)瞬間在屏幕上還原出一個(gè)一模一樣的“數(shù)字孿生體” 。

全程路徑呈現(xiàn)傳統(tǒng)導(dǎo)航只回答“目標(biāo)在哪里”，而形狀感知呈現(xiàn)的是整條從入口到末端的完整路徑，并在操作全程持續(xù)更新。

深度掌控醫(yī)生看到的不僅是導(dǎo)管前端的位置，還有整根導(dǎo)管的彎曲形態(tài)、末端朝向，以及取樣時(shí)是否會(huì)因?yàn)閼?yīng)力形變而偏離目標(biāo)。

“走得穩(wěn)，對(duì)得準(zhǔn)，取得到”打通臨床三關(guān)

在肺外周結(jié)節(jié)的精準(zhǔn)診療中，真正困難的，是如何在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的氣道環(huán)境中，持續(xù)保持路徑穩(wěn)定性與定位準(zhǔn)確性。

從臨床操作體驗(yàn)來看，Shape-sensing（形狀感知）技術(shù)所提供的，正是一種更完整的路徑控制能力：

◆ 走得到：路怎么走才是關(guān)鍵。形狀感知讓醫(yī)生清楚看到導(dǎo)管如何步步穿過彎路、細(xì)路，將可及性從理論距離轉(zhuǎn)化為有據(jù)可查的路徑控制。

◆ 對(duì)得準(zhǔn)末端幾毫米的角度偏差，可能導(dǎo)致截然不同的取樣結(jié)果。通過實(shí)時(shí)呈現(xiàn)導(dǎo)管末端朝向與整體路徑狀態(tài)，醫(yī)生能夠更準(zhǔn)確判斷導(dǎo)管與目標(biāo)之間的位置關(guān)系，減少反復(fù)調(diào)整與試探。

穩(wěn)得住活檢工具進(jìn)出產(chǎn)生的力常會(huì)讓導(dǎo)管偏離。形狀感知技術(shù)能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)整條路徑的狀態(tài)變化，使系統(tǒng)在受到器械擾動(dòng)時(shí)依然維持既定路徑與末端位置，減少導(dǎo)管形變與位移，從而提升復(fù)雜取樣過程中的操作穩(wěn)定性。

通向肺外周的“生命通道”

在肺外周結(jié)節(jié)的精準(zhǔn)診療中，很多時(shí)候真正困難的，并不是“找到目標(biāo)”，而是如何在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的氣道環(huán)境中，持續(xù)保持路徑穩(wěn)定性與定位準(zhǔn)確性。

尤其當(dāng)病灶位于遠(yuǎn)端細(xì)支氣管深處時(shí)，導(dǎo)管在彎曲路徑中的方向變化、活檢工具進(jìn)出帶來的應(yīng)力擾動(dòng)，都可能影響最終操作效果。

這也是Shape-sensing（形狀感知）技術(shù)受到關(guān)注的原因。

它讓醫(yī)生看到的不只是導(dǎo)管末端的位置，而是整條路徑在氣道中的實(shí)時(shí)狀態(tài)。對(duì)于肺外周這類高度依賴路徑控制能力的場(chǎng)景而言，這種實(shí)時(shí)反饋，本質(zhì)上是在幫助醫(yī)生更穩(wěn)定地完成復(fù)雜操作。

從臨床體驗(yàn)來看，很多醫(yī)生感受到的“更穩(wěn)”“方向感更清晰”，背后其實(shí)對(duì)應(yīng)的，正是這種對(duì)導(dǎo)管整體形態(tài)變化的持續(xù)感知能力。

而對(duì)于肺癌精準(zhǔn)診療而言，一條能夠被實(shí)時(shí)感知、持續(xù)確認(rèn)的路徑，本身也是通向病灶深處的重要“生命通道”。