近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所黃炫團(tuán)隊與安徽醫(yī)科大學(xué)臨床專家團(tuán)隊合作，成功研發(fā)經(jīng)顱磁刺激（TMS）智能醫(yī)療機(jī)器人，將視覺定位導(dǎo)航與醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“可視化精準(zhǔn)導(dǎo)航”治療。該產(chǎn)品目前已取得二類醫(yī)療器械證，并在省內(nèi)多家三甲醫(yī)院臨床開展治療應(yīng)用。

經(jīng)顱磁刺激（TMS）作為一種無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于精神心理科、神經(jīng)內(nèi)科、康復(fù)醫(yī)學(xué)科等多個臨床領(lǐng)域，主要用于治療抑郁癥、腦卒中后康復(fù)、帕金森病、認(rèn)知障礙、慢性疼痛、睡眠障礙等多種疾病，是目前臨床應(yīng)用最廣泛的無創(chuàng)腦刺激技術(shù)之一。然而，傳統(tǒng)經(jīng)顱磁刺激治療主要依賴人工手持線圈操作，存在定位精度低、一致性差、無法動態(tài)補(bǔ)償?shù)热毕荩瑖?yán)重制約治療效果的穩(wěn)定性與可重復(fù)性，也無法滿足現(xiàn)代神經(jīng)調(diào)控對精準(zhǔn)化、智能化的臨床需求。

針對上述行業(yè)痛點(diǎn)，智能所與安徽醫(yī)科大學(xué)團(tuán)隊合作，將視覺定位導(dǎo)航與磁共振圖像三維重建技術(shù)相結(jié)合，解決了TMS醫(yī)療機(jī)器人邁向自動化的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)“可視化精準(zhǔn)導(dǎo)航”治療。該系統(tǒng)搭載的智能導(dǎo)航技術(shù)，能夠快速實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的自動配準(zhǔn)，在時間和空間上完成高精度特征捕捉和跟蹤定位，并通過三維圖像直觀實(shí)時地顯示患者腦區(qū)與治療靶點(diǎn)的對應(yīng)位置關(guān)系。基于雙目視覺的智能定位導(dǎo)航技術(shù)是TMS 醫(yī)療機(jī)器人實(shí)現(xiàn)毫米級靶點(diǎn)定位與臨床安全合規(guī)的關(guān)鍵，其精度直接決定了治療線圈與腦區(qū)靶點(diǎn)的匹配度。根據(jù)最新臨床治療效果報告，TMS醫(yī)療機(jī)器人通過精準(zhǔn)定位目標(biāo)區(qū)域，避免刺激無關(guān)腦區(qū)，既減少了副作用，又縮短了治療周期。目前團(tuán)隊正在與臨床醫(yī)生進(jìn)一步合作，通過大數(shù)據(jù)建模和AI智能算法，刻畫患者的個體化“癥狀紋路”，制定“個體定制化”的治療方案，實(shí)現(xiàn)從 “通用治療” 到 “個體化診療” 的跨越。

黃炫團(tuán)隊長期從事機(jī)器視覺、視覺定位導(dǎo)航、圖像三維重建等智能系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究。近年來團(tuán)隊深耕科研成果攻關(guān)，先后研發(fā)BGA芯片外觀檢測設(shè)備，TMS智能醫(yī)療機(jī)器人等成果，目前團(tuán)隊正在基于“神經(jīng)調(diào)控”技術(shù)開展相關(guān)醫(yī)療產(chǎn)品研發(fā)，預(yù)期年底前正式進(jìn)入臨床應(yīng)用。

圖1 TMS機(jī)器人治療場景?

圖2 TMS機(jī)器人工作界面