2023年9月16-18日,由中国人工智能学会、江西省科学技术厅、南昌市人民政府主办的“2023第十二届中国智能产业高峰论坛(CIIS 2023)”在江西南昌举办。
本届高峰论坛旨在搭建一个集学术交流、技术展示、产业对接为一体的高端平台,推动我国智能产业的发展与创新。论坛围绕智能技术的前沿动态、智能产业的发展趋势、智能应用的创新实践等话题进行深入探讨和分享,增进产学研协同共创,加速行业数智化变革。
9月18日,大会举办《视觉与智能产业专题论坛》,学术界及工业界专家聚焦视觉智能的技术创新与行业应用,分享研究成果、展示前沿科技、探讨产业趋势。
在专题论坛中,华东数字医学工程研究院/江西远赛医疗科技有限公司研发总监作《视觉系统技术在微创医学的进展》主题报告,从“视觉系统技术在微创医学源起、视觉系统技术在微创医学历史发展、当前微创医学的视觉系统技术的关注点、未来视觉系统技术在微创医学的定位”四个方面向与会的政企研学各界学者专家进行介绍。
视觉系统技术/微创医学起源
早期医生依靠经验对人体组织进行诊断治疗,采用开放式手术解决病灶,这将给患者带来极大的创伤或引发其他疾病。在此历史环境下,“如何帮助医生看得清、看得准、看得深和全,如何在保证患者创口最小化的同时方便医生实施手术”的核心需求就显得至关重要。
历史不缺实践者。
人类很早利用自然光和简易的管路观察人体内自然腔道。
1807年,博齐尼发明了一种以蜡烛为光源,并配合一系列镜片的设备,开启了内窥镜光学视觉系统的先河,他也被业界誉为“第一个内窥镜的发明人”。
1868年,德索尔莫和赛吉拉在一篇文章上首次使用了“内窥镜”的概念,自此微创治疗应用的大门被打开。
视觉系统技术/微创医学历史发展
微创可视化的内窥镜系统经历了三个阶段。
在1957年前,解决了光学部分的结构组成后,各种导光镜片逐渐走向成熟,但观测位置有限、光源不稳定,导致图像背景并不理想。
再到1983年前,光源和光纤的配合,彻底定型了整个光学链路系统。虽然只是光学成像,但是此时的光学系统可以覆盖人体普通腔室的各个位置,满足各种常规腔室的诊疗。
截止到现在,进入了智能电子+光学链路共同处理时代。
随着sensor的分辨率、像素深度、工艺稳定等提升,图像还原部分的处理,使图像细节更清晰、色彩更鲜明;由于图像增强的算法和光学结合的处理,可以更清晰的突出病灶,弱化其他不需要关注的组织。同时增加电子逻辑的优势,使医生在诊疗时候,使用更方便,聚焦更精准。成像系统从单一化到了光学复合化、智能化的演变,实现了微创需求的看得清,看的准,看的深。
视觉系统技术/微创医学当前关注点
正如经过100多年的光学链路系统研究一样,当前微创医学视觉系统的技术主要在图像处理上面突飞猛进,当然在一些诊断环境中,已经迈向智能化发展。如智能定位导航,智能病灶识别等。
常规微创视觉系统技术拓扑架构主要由采集部分、处理部分、显示部分三个部分组成,技术的核心主要围绕看得清、看得深、看得准以及更方便。图像真实是医学视觉系统中最重要最根本的东西,由于医学诊疗涉及生命安全性,更看重治疗场景的真实性,所以医学视觉最关注的是图像还原和图像增强两部分。很多病变是在组织内部,而不是组织的表面,这就需要微创视觉看得深。而很多病变组织是弥散的,不容易被发现,在手术或者诊断时很难确定病变的整个形态和位置,看得准也是当前微创视觉非常重要的要求。
随着临床各种使用需求,对于微创视觉系统的要求比如携带方便、支持多环境使用、识别增强、3D视觉等等层出不穷,得到了大众的广泛关注。
视觉系统技术/微创医学未来定位
当前的图像采集、图像处理、图像显示技术已经逐步完善,普通腔室都能观测,光学和图像系统的深度配合,使图像呈现的效果更适合医生的视觉需求。但是当前微创视觉系统图像素材少,各种视觉系统单一作战,治疗精度不够,同时诊断治疗仍然过份依赖医生的经验值,智能化太过单一,医学智能视觉还停留在初级阶段。这就需要我们思索未来微创视觉系统的定位,如何智能化发展。
微创视觉系统经历光学时代,光学电子时代,部分领域涉及到智能时代。对于微创视觉技术后续定位,华医研/远赛医疗研发总监提出的观点,认为后续定位在医学智能视觉时代,主要涉及如下三个方面:
多重机器视觉智能复合,参数更具体;
医学智能视觉的对象化,能够识别组织之间区分,器械和组织识别,边界分割,3D实时建模参考;
医学智能视觉的操作指导,即引导医生做对应的手术方案,指导医生操作下一步,甚至是让医生变成辅助。
视觉系统技术在微创医学的历史发展、行业应用,以及微创视觉智能化的趋势,为行业提供了深刻的洞察和启发。未来,在市场需求和临床使用背景下,微创视觉应用还将蓬勃发展,加速微创视觉技术在各个领域的深层融合和广泛普及。
华医研作为江西省新型研发机构、江西省引进共建高端研发机构及博士后创新实践基地,始终坚持聚焦数字医学领域高性能医疗器械国产化、产业化研发,开展国际前沿技术应用研究,建立集医工结合、项目研发、生产销售为基础的“医工结合”一体化发展模式,联合开展技术攻关、产品开发、成果转化和项目孵化,致力于打造高性能医疗器械创新产业化一流研究院。
依托于华医研成立的远赛医疗将继续发挥“医学智能视觉”的持续创新,带动微创视觉在医疗领域的发展,充分发挥看得清、看得深、看得准作用,全面推动医疗行业实现全面可视化、智能化。