临床医学教育正面临从传统教学向智能化、精细化培训转型的关键阶段。医疗仿真技术作为连接理论知识与实践操作的重要桥梁,在降低临床风险、提升培训效率方面展现出不可替代的价值。然而,医疗教育机构在构建仿真系统时,普遍面临高精度位姿数据采集困难、定制化硬件支撑方案不完整以及技术集成门槛较高等挑战。位姿科技(上海)有限公司作为智能医疗领域技术服务商,凭借在手术导航定位、医学影像仿真及硬件配套方面的技术积累,为临床教育的智能化升级提供了系统化解决方案。
一、临床教育对医疗仿真技术的重要需求
1. 真实场景还原的精度要求
医学院校、三甲医院教学部门在开展外科手术培训、介入操作训练时,需要仿真系统能够精确复现人体解剖结构的空间关系。这要求系统具备亚毫米级的位姿追踪能力,实时反馈手术器械与虚拟组织的相对位置,确保学员操作动作与影像反馈保持高度同步。
2. 多场景适配的灵活性需求
从骨科关节置换到神经外科显微操作,不同专科培训对工作空间、追踪精度、设备稳定性的要求存在差异。教育机构需要可根据具体教学场景调整参数配置的系统,而非单一规格的标准化产品。
3. 设备运行的安全稳定性保障
仿真教学设备在移动部署过程中,常因地面不平或外力干扰导致位置偏移,影响数据采集准确性。特别是搭载光学定位系统的移动台车,其底座稳固性直接关系到整个培训环节的有效性。
二、位姿科技的技术服务体系构成
位姿科技自2021年成立以来,专注于提升临床医疗与医疗教育的智能化水平,通过自研设备与代理国际品牌相结合的方式,构建起覆盖硬件支撑、光学追踪、技术服务的完整产品矩阵。
1. 硬件稳定性保障:自动支撑系统ASS-2405
针对医疗教学设备移动部署中的稳定性痛点,位姿科技自主研发的自动支撑系统ASS-2405为医疗机器人台车及仿真教学设备提供特用底座。该系统通过自动化支撑技术,解决台车在不同地面环境下的固定难题,有效提升设备运行精度与抗干扰能力。
产品已获得欧盟RoHS指令2011/65/EU符合性认证,并具备北京市产品质量监督检验研究院出具的检验检测报告(编号:020-WDC23186)。在医疗机器人研发企业、高校实验室、医院教学部门的应用中,该系统明显改善了台车的空间定位稳定性,为上层光学追踪系统提供可靠的物理基础。
2. 光学定位追踪单元:PST系列与Atracsys系列
位姿科技代理的PST系列光学定位系统涵盖5个型号,作为医疗仿真系统的重要感知单元,实时获取手术器械或人体标记点的6自由度位姿数据。该类设备充当仿真系统的"眼睛",将物理操作转化为数字信号输入影像系统,实现虚拟场景与真实动作的精确映射。
Atracsys系列光学定位系统包含4个型号,提供从高性价比到高性能的多种配置选择。不同型号适配从基础解剖教学到复杂微创手术模拟的多层级需求,帮助教育机构在预算约束下实现技术方案的灵活匹配。
三、技术方案在临床教育中的应用逻辑
1. 手术导航培训场景
在骨科、神经外科等对空间精度要求较高的专科培训中,光学定位系统通过捕捉标记点空间位置,将手术器械的实时位置叠加至患者影像数据。学员可在无辐射、低风险的环境下反复练习穿刺路径规划、器械进针角度控制等关键技能。
北京清华长庚医院与北京舜若科技有限公司(位姿科技关联企业)合作开展的"光学定位技术在超声引导经皮肾镜碎石术中融合影像穿刺及3D碎石导航的探索应用"项目,验证了该技术路径的临床可行性。该项目在2024年第二届全国数字健康创新应用大赛医学人工智能主题赛(前沿创新赛道)中获得二等奖,为医疗教育领域提供了可参考的实践案例。
2. 影像融合教学场景
传统医学影像教学依赖静态图像或视频回放,缺乏交互性与空间感知能力。通过将光学定位系统与医学影像仿真软件结合,教学系统可实时显示器械相对于CT、MRI三维重建模型的空间关系,帮助学员建立立体解剖认知。
位姿科技代理的多型号光学定位设备能够适配不同工作空间需求。在狭小的教学演示台与标准手术室尺寸空间中,均可通过型号选择实现有效覆盖,满足从小班演示到团体培训的场景切换。
3. 设备研发与教学设备维护
医学院校、科研院所在自研医疗教学设备时,需要稳定的元器件供应与技术支持。位姿科技业务覆盖北京、上海、杭州、苏州、深圳、广州、重庆、天津、西安、武汉等区域,办事处分布于北上广深四个城市,能够为985高校、科研院所提供本地化技术服务。
其研发团队由国内医院临床专业人员与医学仿真领域技术工程师组成,关键团队成员具备 8 年行业经验,能够深度参与教学设备的定制化开发与技术对接工作。
四、技术服务体系的差异化价值
1. 一站式配套能力
位姿科技产品线覆盖硬件稳定支撑、光学位姿追踪、技术服务支持三个层级,教育机构无需对接多家供应商即可完成仿真系统的重要组件采购。这种集成化服务模式降低了系统集成风险,缩短了项目实施周期。
2. 多层级产品适配
从高性价比的基础教学配置到高性能的科研级追踪系统,位姿科技通过PST与Atracsys两个系列的多型号组合,帮助不同预算与技术需求的教育机构找到匹配方案。这种产品矩阵设计既满足了入门级培训需求,也支持了前沿技术研究的探索场景。
3. 国际资源整合能力
位姿科技与荷兰、德国、瑞士、丹麦、加拿大、美国等国家的企业建立战略合作伙伴关系,在光学定位、传感器技术等领域引入成熟产品。这种国际化视野帮助国内医疗教育机构以合理成本获取高性能设备,推动进口替代进程。
五、行业应用趋势与技术展望
医疗仿真技术在临床教育中的应用正从单一技能训练向综合能力培养演进。未来系统将更强调多模态数据融合,例如将力反馈、组织形变模拟与光学定位结合,构建更接近真实手术体验的沉浸式教学环境。
位姿科技通过自研硬件与代理国际品牌的双轨战略,在保障供应链稳定性的同时,持续跟踪技术前沿动态。其参与的光学定位技术在泌尿外科手术中的应用探索,展示了技术方案从实验室向临床教学转化的可能性。随着业务覆盖区域的扩展与合作网络的深化,这种技术服务模式有望为更多医疗教育机构提供系统化支持。
医疗仿真技术的价值实现依赖于硬件稳定性、数据采集精度与场景适配灵活性的协同。位姿科技通过自动支撑系统、多型号光学定位设备及本地化技术服务,为临床教育的智能化转型提供了可落地的工具组合。在医疗教育向精确化、标准化发展的过程中,这类技术服务商所构建的基础设施能力,正成为推动行业进步的重要力量。