人工智能已经在重塑手术室。从发现诊断成像中的异常，到优化手术机器人工作流程，人工智能正在稳步从决策支持转向实时操作指导。但是，当涉及到导丝、导管和内窥镜等灵活的手术工具时，人工智能就遇到了瓶颈：没有连续的数据流可供使用。这就是人工智能引导的形状传感发挥作用的地方。通过将每个灵活的设备转换为实时数据生成器，形状传感为人工智能在手术中充当副驾驶奠定了基础。
这是我们“每个柔性医疗设备都将具有形状传感”系列的第三部分，我们将探讨形状传感如何从导航到智能、再到自主性。
当今人工智能指导手术的方面
医疗保健领域的人工智能不是理论上的。事实上，它已经部署在手术室的多个领域：
内窥镜：人工智能平台可以在结肠镜检查过程中实时标记息肉，减少漏诊病灶，并支持早期癌症检测。
影像学分析：算法通过建议支架尺寸或从CT扫描预测最佳导管通路来协助介入放射科医生。
工作流程编排：手术机器人系统使用人工智能来跟踪器械使用情况，标记与标准协议的偏差，甚至在复杂手术过程中建议后续步骤。手术机器人系统使用人工智能来跟踪器械使用情况，标记与标准协议的偏差，并在复杂操作过程中提出下一步建议。
然而，这些进步都有一个局限性。它们依赖于静态图像或离散的数据点。体内的柔性器械除了尖端之外基本上是不可见的，这给人工智能留下了盲点，阻碍了更深入的程序指导。
形状传感如何在柔性器械中解锁人工智能
形状感应解决了盲点问题。通过将一根头发丝般细的光纤嵌入导管、内窥镜或导丝中，该器械本身变成了一个连续的传感器。沿其长度的每一毫米都会实时报告精确的三维坐标。与单一参考 点相比，人工智能接收到的是成千上万个数据点。
通过这个数据流，AI可以从回顾性分析转变为实时辅助模式：
1. 导航辅助：在支气管镜检查中，AI可以提供分步“GPS导航”到达肺结节，根据器械的实际姿态和路径，进行不断调整。
2. 风险警报：在进行主动脉修复时，AI可以在导管即将进入可能导致血管损伤的危险弯道时发出警告。
3. 覆盖范围跟踪：具有形状感应的结肠镜可以“知道”结肠的某个部分是否被充分观察到，并提示医生在撤离前完成完整操作。
这些并不是遥远的愿景。它们是已经基于图像引导的人工智能系统的自然延伸—— 一旦它们获得了缺失的完整数据，对柔性器械的引导就不可避免了。
人工智能引导的形状传感的未来优势
1. 安全
持续的监测可以减少手术操作错误，并防止血管穿孔或遗漏病变等并发症。
通过最大限度地减少对透视的依赖，人工智能引导的形状传感可以降低患者和工作人员的辐射暴露。
2. 效率
实时人工智能支持，可以通过消除猜测来缩短手术时间。
实时智能警报，可以减少试错，加快到目标站点的导航速度。
3. 可扩展性
复杂的手术可以在更多医院安全地进行，而不仅仅是精英医院。
年轻医生将受益于内置的人工智能助手，从而拉平学习曲线。
4. 一致性
标准化的数据驱动工作流程，可以减少运营商和站点之间的差异，从而带来更可预测的结果。
5. 人工智能引导培训
除了实时指导手术，人工智能引导的形状感知还有可能改变外科医生的培训方式。每一个具有形状感知功能的器械都会创建一个精确的数字记录，记录它在体内的使用情况。这意味着人工智能可以实时分析表现，将实习生的导管导航、结肠镜取出或支气管镜路径，与同类最佳手术过程进行比较。这个影响是巨大的。教育者不再仅仅依赖主观观察，而是获得了客观、数据驱动的反馈。医生可以准确地看到他们在支气管树中遗漏了哪一分支，或者他们的结肠镜检查是否实现了完整的黏膜可视化。随着时间的推移，人工智能引导的培训可能会缩短学习曲线，将专业知识传播到精英中心之外，并确保无论患者在哪里接受治疗，手术和护理标准都是一致的。
通往自主的桥梁
人工智能引导的形状感应，不仅仅是一个生产力工具。它代表了导航和自主性之间的重要桥梁。首先，人工智能充当辅助角色，通过持续的数据为医生提供指导。随着时间的推移，当模型在大量数据集上进行训练时，这些相同的见解演变成预测分析、常规步骤的自动化，最终实现手术的自主执行。
形状感应提供了使这一轨迹成为可能的数据层。没有它，柔性器械中的人工智能引导仅限于推理。有了它，每个导丝、导管和内窥镜都变成了一个精确且数据丰富的监测工具，随时准备进行智能辅助。那些已经基于图像进行引导的人工智能系统——一旦获得了缺失的全长数据，柔性器械的主动引导就会发生了。
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