超越演示:用沉浸式技术和人工智能构建真正的智能手术 

Editorial Team - MedTech World
作者 Editorial Team - MedTech World

沉浸式技术已不再局限于 3D 可视化解剖结构或创建逼真模拟场景。当它与人工智能相结合,便开启了实时数字孪生的新时代,彻底改变了外科医生的手术方式、培训模式及诊疗效果提升路径。 

MedTech World专访了 Qualium Systems 联合创始人兼首席执行官 Olga Krivchenko。该公司是医疗科技企业及初创公司的软件解决方案合作伙伴,专注于手术技术、3D 成像、医学教育及定制化电子健康解决方案 —— 通过优质系统和可部署软件,助力团队从概念验证阶段迈向价值验证阶段。我们与她共同探讨了虚拟现实、增强现实与人工智能的融合,如何重新定义医疗专业人员的规划、导航、学习及工作模式。

医疗领域为何需要增强可视化技术

全球医疗系统均面临压力:等待时间延长、医护人员短缺,以及人们对医疗安全性和质量的期望不断提高。预计到 2030 年,全球手术量将超过 3.13 亿例。面对日益增长的需求,技术已不再是可选项 —— 它是维持手术精准度、培训质量及患者安全的关键。

“数字化转型是我们应对医疗领域最严峻挑战的方式,” Krivchenko表示, “这不仅仅是为医疗服务提供者打造数字工具,更是要将智能融入医疗服务的交付过程中。”

Olga Krivchenko, CEO and Cofounder of Qualium Systems

从沉浸式实验到智能系统 

多年来,沉浸式技术或扩展现实(XR)一直是可视化解剖结构、规划手术流程和培训临床人员的有前景工具。但真正的变革始于 XR 与实时人工智能(AI)的结合。XR 的第一波浪潮展示了技术的可能性;下一波浪潮则带来能够感知、解读并响应的智能系统。

在 Qualium Systems,这些元素融合在一个外科智能平台中,该平台结合了 AI 驱动的 XR 助手 与 虚拟现实(VR)/增强现实(AR)可视化。这一独特的数字工具支持术前规划、术中导航以及术后分析,并与 数字手术室(Digital OR)系统 无缝集成,使平台能够从一次性使用的工具发展为持续学习的智能应用。

This image shows a first-person view of an operating room with the eXtra Vision surgical-intelligence platform active during cranial surgical planning. The screenshot captures the “slicing” of a 1:1 3D model of the patient’s head, generated from AI-driven segmentation of 2D PACS/DICOM images, visualizing full-body 3D/spatial anatomy with highlighted pathology.
该图显示了从第一人称视角观看手术室的场景,eXtra Vision外科智能平台在进行颅脑手术规划时处于激活状态。截图展示了对患者头部1:1 三维模型的 “切片” 操作,该模型通过 AI 驱动的2D PACS/DICOM 图像分割生成,可视化全身三维/空间解剖结构,并突出显示病变部位。

数字手术室:手术规划与导航 

以下是实际应用流程:

  • 术前阶段: 外科医生在沉浸式扩展现实(XR)环境中进行术前规划与策略制定,标记解剖学标志并选择最佳手术路径。团队可进行虚拟协作,随时随地查看手术方案。  
  • 术中阶段: 增强现实(AR)叠加层与患者解剖结构精准对齐,呈现 1:1 比例的数字孪生模型,配备定制化手术 AR 工作区和交互式工具集。免手持提示功能为外科医生提供辅助,同时计算机视觉技术会标记器械接近区域,进一步提升安全性。 
  • 术后阶段: 系统自动记录手术每一步骤,生成结构化日志和视频片段,与质量保证(QA)时间线同步,以便快速开展复盘工作,同时为患者提供有关手术表现和风险的智能分析报告。

在这一无缝体验背后,是强大的数据流(DICOM 输入,FHIR/HL7 输出)和空间计算管道,将 AI 驱动的解剖分割与器官、血管及软组织的实时分析融合。技术设计以外科医生为中心,确保每个阶段医生始终掌控手术,赋予医生“超级能力”,而且无需昂贵或专用硬件设备。

数字孪生:复刻现实的学习模式 

数字孪生(Digital Twins) 是患者、设备或手术过程的动态同步表示,将模拟和培训提升到新水平。在沉浸式教育中,数字孪生会实时响应学习者的操作,学员可以看到虚拟患者的生命体征变化、获得 AI 辅助反馈,并跟踪学习进度。

对于医疗科技公司,数字孪生弥合了研发与实际应用的差距。团队可以测试设备工作流程、模拟罕见临床案例,并同步更新培训材料,实现远程协作。其 Spatial Space MVP 应用展示了全身三维解剖 VR 教育案例。

Krivchenko 表示: “数字孪生将静态学习转化为主动实践,在训练、执行与改进之间建立 ‘活的连接’。”

为安全、质量与合规而建 

Qualium Systems 采用 “构建即质量” 的方法,符合主要医疗软件标准,包括 ISO 9001 和 ISO/IEC 27001。这确保每一项创新都能达到最高的网络安全、安全性和可靠性基准。

承诺体现在:

  • 从设计初期起的设计控制与可追溯性。 
  • 端到端的隐私与安全协议。 
  • 端到端的隐私与安全协议。 

这一框架在创新与严谨之间取得平衡,与 MedTech World 生态中强调的价值观高度契合。

价值体现 

除了创新亮点,价值还通过成果衡量

  • 效率:精简的指导与自动数据采集减少时间与人工成本。 
  • 培训效果:自适应模拟帮助临床人员更快达到熟练水平。 
  • 安全与一致性:实时提示确保最佳下一步操作可见。 
  • 可扩展性:可复用的 3D 资源和共享平台便于跨手术和地区扩展。 

Qualium Systems 致力于真正改善患者生活,每个功能都可测量,将改进直接关联到影响医生表现、智能化或患者安全的具体功能,而非泛泛谈论 “XR” 或 “AI” 。

为什么选择 Qualium Systems 

  • 深厚的沉浸式技术专长:VR 和 AR 是其工程核心。 
  • AI 驱动的医疗软件:为临床服务,透明、可用、专为医疗设计。
  • 医疗级交付:从一开始就考虑集成、文档和合规。 
  • 协作方式:长期合作伙伴思维,从概念到商业化支持客户。
  • 从代码到收益:出色的 MedTech 管理能力,关注实际财务和业务成果。

Krivchenko 总结道:“外科智能不是功能清单,而是会学习的工作流程。当沉浸式技术与 AI 协同工作时,即使最有经验的医生也能获得‘超级能力’,改善患者治疗效果,应对未来医疗系统的挑战。”

展望 MedTech Malta 2025 

此类创新正是将于11 月 12–14 日举办的MedTech Malta 2025讨论的核心议题。大会将汇聚全球领导者、创新者和愿景者,探索 XR、AI 和数字孪生如何推动外科智能、临床教育和患者护理。

此类创新正是将于11 月 12–14 日举办的MedTech Malta 2025讨论的核心议题。大会将汇聚全球领导者、创新者和愿景者,探索 XR、AI 和数字孪生如何推动外科智能、临床教育和患者护理。

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MedTech Malta 2025