科创中国
基于人工智能的多模态融合运动医学手术机器人
发布时间: 2025-10-23
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
生物与新医药技术
成果介绍
解放军总医院第四医学中心骨科医学部联合北京长木谷医疗科技股有限公司 研发人工智能运动医学手术机器人，实现了从术前规划到术中操作的全流程 智能化革命。该系统突破传统手术依赖经验的局限，通过多项技术创新为患者提供更精准、更安全的治疗方案。
术前阶段，系统基于深度学习算法，实现 CT 与MRI影像的智能融合与三维重 建，生成患者膝关节个性化数字模型。AI规划系统依据专家知识库与生物力 学原理，为患者智能推荐个性化方案，包括骨隧道定位角度及移植物尺寸选 择，确保手术方案的精准性与个性化。
术中操作阶段，系统通过高精度光学追踪实现亚毫米级空间定位，实时配准 患者解剖结构。机械臂精准执行规划路径，完全消除人手震颤误差，确保手 术操作精度达到亚毫米级。独创的术中张力监测系统可实时评估韧带张力变 化，为医生提供量化依据，实现从解剖重建到功能重建的跨越。
本系统将人工智能、影像导航与机器人技术完美融合，大幅提升手术精准度 与一致性，有效降低手术风险，为患者提供更优的治疗效果和术后恢复体验，推动骨科手术进入智能化新时代。
成果亮点
本人工智能前交叉韧带重建手术机器人拥有多项显著技术亮点与临床优势：
*** 智能规划，超越经验依赖： 基于深度学习算法，系统能自动融合 CT 与MRI数据，构建患者膝关节"数字孪生"模型，并依据专家知识库智能推荐个性化最优手术方案，大幅提升手术规划的精准性与可重复性。
2. 多模态影像融合与亚毫米级配准，构建手术数字孪生：通过将骨骼 CT 与韧带软组织MRI进行精准融合，生成个性化“骨骼-软组织 ” 一体化全息三维模型。为医生提供更全面手术视野。
3.亚毫米级精准执行，突破操作极限： 通过高精度光学追踪与机器人导航技 术，实现虚拟计划与真实解剖结构的毫米级空间配准。机械臂精准执行规划路 径，完全滤除人手震颤，确保骨隧道制备精度达到亚毫米级，解决了"看得准 却打不准"的临床痛点。
4. 术中力学实时评估，实现功能重建： 术中韧带张力监测与运动模拟功能， 可在术中量化评估重建后的膝关节稳定性，为医生提供客观的生物力学反馈。
5. 一体化流程优化，提升手术效率： 将规划、导航、执行、评估功能无缝集 成，简化手术流程，减少术中透视，缩短手术时间，降低医患辐射暴露。
团队介绍
中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部与北京长木谷医疗科技股份有限公司建立了深度战略合作关系，共同致力于智能手术规划与手术机器人技术的临床研发与转化应用。双方团队充分发挥医工交叉优势，将长木谷全球领先的人工智能算法、多模态影像融合技术及机器人控制系统，与本院在复杂骨科疾病诊疗方面的雄厚临床经验相结合，协同攻关智能手术规划精度提升、机器人术中精准配准及个体化手术实施等关键技术难题。
合作期间，双方共同完成了人工智能辅助关节置换手术系统的临床验证与优化迭代，成功将智能术前规划系统与ROPA手术机器人平台集成应用于复杂骨科
手术场景。该系统能够基于患者CT/MRI多模态数据实现高精度三维重建与个性化手术方案模拟，并通过手术机器人实现亚毫米级的精准定位与操作，显著提升了手术的预见性、安全性与准确性。
该联合研究成果已成功应用于临床实践，累计完成超十万例手术验证，相关技术成果获中国 NMPA 及美国 FDA 双重认证，成为全球首款获批中美双证的 AI 辅助骨科治疗产品。通过产学研医深度融合，推动了我国骨科手术智能化、精准化发展，为人工智能技术在临床医疗场景的深度应用提供成功范式。
成果资料
下载app