形状传感有望改变导管、导丝和内窥镜等灵活医疗器械的设计、导航和理解方式。与透视、电磁跟踪或基于阻抗的导航不同，形状传感可提供连续的全长实时3D几何形状，而无需外部传感器或中断工作流程。在本博客系列中，我们将揭示这些基础数据如何支撑AI驱动的工具，这些工具将重塑介入医学的各个方面。
当今导航技术的局限性
透视不是3D导航
透视提供医疗器械位置的实时2D成像，但一次仅限于一个视图（前后或侧视图等），并且需要具有辐射暴露风险的专用 X 射线套件。它无法清晰的可视化软组织，也无法捕获AI驱动的导航系统所需的动态3D模型。
电磁跟踪受干扰和设置的限制
尽管电磁追踪技术，自20世纪90年代开始使用，但仍然受到几个问题的限制：它需要在手术场地附近使用笨重的磁场发生器，金属仪器和室内其他设备会干扰扭曲手术场地磁场，并且其准确33性在超出紧密体积范围后会有所下降。大多数系统只能可靠地跟踪几个分立的传感器，否则干扰就会成为问题。
阻抗跟踪仅适用于利基情况
阻抗追踪仅在特定情况下有效。阻抗方法依赖于组织中的电极和患者胸部的贴片，这在电生理学导管中可行，但对于没有内置电极的仪器则不切实际。信号质量会因组织类型、呼吸和患者移动而变化，贴片还可能遮挡成像数据流。这使得它在一般使用中过于多变和侵入性。
形状感知改变了游戏规则
形状感知传用单一可扩展的解决方案，取代了传统的补丁方法。通过在医疗器械内部嵌入一根头发丝般细的光纤传感器，它能够连续测量整个长度上的弯曲和扭转，实时重建医疗器械的三维形状。无需外部传感器、场发生器或电极，消除了主要的工作流程和集成障碍。
这就意味着，任何长而灵活的医疗器械，如导管、导丝、内窥镜、PICC导管和泌尿器械，都可以在3D空间中被追踪，无论是在任何临床环境中，都不需要使用辐射。更重要的是，形状感知提供了连续的高分辨率数据，构成了新一代智能手术系统的基础。
从形状数据到程序智能
形状感知本身就能提供即时的临床价值：无辐射、实时3D导航。但其真正的潜力，在于将形状数据与病例背景结合，创建程序数据。
程序数据=形状数据+病例背景
病例背景可以来自多种来源。它可以是预先录制的解剖图像，如CT或MRI，实时成像如超声波或单次X光片，或其他程序信号，包括生理监测、患者历史或术中测量。在某些程序中，形状数据本身足以生成有意义的见解——例如跟踪插入时间，识别弯曲或打结，或在整个程序过程中监测工具的稳定性。
由于形状感应是唯一能够为柔性器械提供全长度范围形状数据的技术，因此它在这些情况下具有独特的优势，能够实现真正的程序数据捕获。程序数据是高级AI应用的燃料——既适用于单个案例，也适用于数千个案例。随着时间的推移，收集到的数据会建立一个程序数据库，可以用于：
1. 术前规划与智能器具选择：AI可以在第一次切口之前，推荐最适合患者解剖结构的器具和方法。
2. AI引导的操作：连续形状传感数据，使AI能够根据类似过去的案例提供实时操作建议。
3. 自主操作：凭借丰富的程序库，手术机器人可以在最少的人类干预下执行部分程序。
4. 自动化文档记录：自动捕捉关键程序事件，可以减少医生的工作量并提高记录准确性。
写在最后
形状感知不仅仅是一个更好的导航工具——它是下一代智能手术的基础。它消除了传统方法的限制，跨专业扩展，并以其他技术无法实现的方式实现连续数据捕获。其结果是对程序有了更丰富的理解，为人工智能、自主和更智能的手术和护理铺平了道路。
在接下来的几周里，我们将展示这种转变是如何展开的，以及为什么现在采用形状感应技术的医院、外科医生和医疗器械制造商将定义微创护理的下一个时代！
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