鏡體感知、多模態(tài)感知、全域感知、形狀感知……近兩年，"感知"已經成為支氣管鏡機器人發(fā)布會上出現(xiàn)頻率最高的詞之一。但翻開各家的產品說明，這個詞指向的東西并不一樣：有人說的是視覺識別，有人說的是電磁定位，也有人強調力反饋或多傳感器融合。

標簽的繁榮，有時反而讓真正的問題變得模糊。MedRobot 與多位呼吸介入專家交流后發(fā)現(xiàn)，醫(yī)生在臺上想知道的其實很具體：導管頭端有沒有到位，朝向對不對，整根導管在氣道里的彎曲形態(tài)能不能實時看到——這些信息決定了他們能不能穩(wěn)定地釋放工具、準確完成取樣。

01 感知有層級，差距在第三層

對于支氣管鏡機器人而言，“感知”至少可以分為三個層級。

• 位置感知（Position）——回答“導管頭端在哪里”；

• 方向感知（Orientation）——回答“頭端朝向哪里”；

• 形態(tài)感知（Shape）——則回答“整根導管當前是什么三維狀態(tài)”。

這三個層級看似相近，本質卻不同。層級越高，機器人對自身狀態(tài)的認知越完整；而肺外周病灶診療恰恰需要這種更完整的狀態(tài)認知。

圖 1｜感知層級示意：從頭端坐標，到頭端方向，再到整根導管形態(tài)

02 頭端坐標解決不了的問題

對于肺外周病變診療，醫(yī)生真正面對的并不是一個孤立的目標點，而是一條從氣管入口通往病灶的復雜路徑。導管頭端到達病灶附近，并不意味著取樣一定穩(wěn)定、準確。

醫(yī)生還需要判斷：活檢工具將沿哪個方向釋放？當前路徑是否穩(wěn)定？取樣過程中是否發(fā)生位移？再次進入時能否回到原路徑？

這些問題的核心在于“整根導管狀態(tài)是否可知、可控、可保持”

換句話說，當系統(tǒng)只看到頭端坐標時，它看到的是一個點；而臨床真正需要理解的，是導管在患者體內形成的一條真實三維曲線。頭端位置相同，并不代表路徑形態(tài)、張力狀態(tài)和工具釋放軸線相同，最終獲得的取樣結果也可能不同。

圖 2｜同一頭端位置下，不同路徑形態(tài)可能帶來不同工具釋放方向

03 電磁導航與形狀感知：兩種不同的技術思路

從技術演進角度來看，目前支氣管鏡機器人平臺實際上正在沿著兩條不同技術路線發(fā)展。

第一類是基于電磁導航的機器人輔助支氣管鏡（EN-RAB）。其核心能力來自電磁定位、導航模型與算法融合，重點回答的是“導管頭端在哪里”。

圖3｜電磁導航支氣管鏡機器人原理示意圖

第二類是基于形狀感知的機器人輔助支氣管鏡（ss-RAB）。其通過導管內置光纖，持續(xù)獲取導管在氣道內的形態(tài)信息，并實時重建整根導管的三維形態(tài)，使系統(tǒng)對導管的感知從單一頭端點位，進一步擴展到頭端位置、朝向判斷和整體形態(tài)識別。

兩類技術路線都在解決“如何到達病灶”的問題，但它們對于“機器人究竟應該感知什么”的理解并不相同。EN-RAB 更以頭端點位和導航定位為中心，ss-RAB 則進一步以整根導管的真實形態(tài)為中心；前者主要通過電磁定位與導航算法實現(xiàn)導管定位和路徑規(guī)劃，后者則通過導管內置光纖持續(xù)獲取導管形態(tài)信息，并實時重建導管在氣道內的三維狀態(tài)。

圖4丨算法vs 實時測量

MedRobot Insight

電磁導航技術經過多年發(fā)展，已經成為成熟的導航方案之一。

但由于其工作原理依賴電磁場定位，因此系統(tǒng)環(huán)境管理要求相對嚴格。

根據(jù)部分電磁導航產品公開說明書，裝有心臟起搏器等植入式電子設備的患者可能存在使用限制；同時術中大型金屬設備布局也可能對定位精度產生影響，因此需要嚴格遵循設備使用規(guī)范。

這也是近年來行業(yè)開始探索非電磁定位技術路線的重要原因之一。

04 抵達之后的問題

當支氣管鏡機器人逐漸具備抵達肺外周病灶的能力，行業(yè)競爭的焦點隨之轉移：能否到達，已不再是唯一的衡量維度。到達之后，醫(yī)生能否確認路徑、判斷方向，并在取樣或治療過程中持續(xù)掌握導管狀態(tài)，正在成為新的關注點。

對于肺外周結節(jié)診療而言，病灶附近是精準介入的起點。導管頭端與目標區(qū)域的距離、工具釋放軸線的指向、整根導管彎曲形態(tài)的穩(wěn)定性，都會影響后續(xù)取樣或治療的結果。

形狀感知的價值，在于將系統(tǒng)對導管狀態(tài)的認知從一個目標點擴展到一條真實路徑——讓機器人不僅知道頭端的位置，也能掌握抵達那里的完整形態(tài)。從定位到形態(tài)，這一步能力的差異，或許將在下一階段肺外周結節(jié)診療的技術競爭中逐漸顯現(xiàn)。