中国显微外科核心相关手术量:神经血管约 115.45 万、恶性脑肿瘤相关约 51.21 万、耳鼻喉约 30.06 万、眼科(非白内障)约 28.38 万。
光谱智航 SPECTRA NAVIGATION
显微手术智能导航系统让病灶边界、器械尖端与安全距离,在切除全程持续可见
面向神经外科与显微外科的显微手术导航。系统集成在现有手术显微镜上,由分光立体成像、微米级器械追踪与动态配准组成。
导航要持续回答“我在哪”。现有显微导航只在术前配准一次,组织一变形就失效——术中持续配准至今仍是未解的瓶颈。
- 0.164mm 动态配准误差±0.059,最大 0.270 · 小鼠实验实测
- 0.009mm 器械追踪精度9 µm · 光纤追踪点 · 台架实测
- 15/15in vivo 开颅成功小鼠 · 东京大学伦理审查 A2023M042-07 · 74 例动物实验中的 in vivo 子集
- 2028Q3 · NMPA 第三类申报受理目标2027 临床评价 · 目标 2029 取证
项目当前仍处于研发和验证阶段 · 核心技术已完成台架与动物实验验证;整机端到端导航精度需在一体化样机 V1 后由第三方测试给出
PROJECT FILM · 项目介绍
一段视频看懂光谱智航
系统原理、样机形态与实验现场的完整介绍(含解说声音)。
临床问题
显微手术缺少一套可量化的深部参照
病灶边界、器械尖端与关键组织的相对位置难以直接判断。关键边界与残余往往小于 0.5 mm,超出人眼与显微镜景深的识别极限;而传统导航精度多在 1–3 mm,与显微场景的 20–25 µm 量级存在数量级差距。越靠近深部与微小结构,医生越依赖经验,培训周期和风险波动也随之放大。
四级胶质瘤全切除相较次全切除的平均生存获益。
密度仅为发达国家的 30%,培养周期长达 10–15 年。以显微游离皮瓣手术为例,初学者吻合通畅率仅 60–70%,成功率曲线趋于平稳所需病例数高达 600 例。导航系统承担辅助决策与缩短学习曲线的价值。
手术量数据来源:中国卫生健康统计年鉴。其余临床数据引自公开研究,统计口径、年份与适应症范围可能存在差异。
现有方案的边界:毫米级导航为什么进不了显微视野
现有方案的边界
毫米级导航为什么进不了显微视野
传统导航以骨性固定、大尺寸反光标记和较开阔视野为设计前提。这三项前提在显微视野里同时不成立——漂移、尺度、特征三条限制由此而来,下一节「产品概念」的左栏就是这三条的收束。
脑脊液释放与切除操作持续改变组织位置,现有导航无法实时重新配准,屏幕上的位置会逐渐偏离真实术野。
现有导航整机误差约 1–3 mm,难以支撑显微级边界判断;传统反光球标记直径约 11 mm,与 0.3 mm 级显微器械尖端存在明显尺度差,在狭窄术野中易造成遮挡。
显微视野仅数毫米,稳定可重复的特征点极少;反光、渗血、遮挡与软组织形变会进一步改变局部图像。
产品概念
让“器械在哪里”和“这是什么组织”在切除全程持续成立
导航成立有两个必要条件:器械此刻在哪里、眼前这块组织是什么。二者都必须在切除全程持续成立——只在术前完成一次的,是规划,不是导航。
术前定位一次,术中不再更新
- 术中组织漂移:脑脊液释放与切除持续改变组织位置,术前那一次配准无法跟随
- 物理尺度不匹配:整机误差 1–3 mm、反光球标记直径约 11 mm,而器械尖端在 0.3 mm 量级
- 无特征点可配准:数毫米的视野里,稳定可重复的特征极少
- 三者叠加,导航退化为一次性的术前规划
术中实时导航系统
- 实时感知 + 动态配准 + 量化提示
- 持续给出病灶边界、器械尖端与关键结构的相对位置
- 组织形变时在线更新参照,坐标关系随形变演化
- 持续回答:现在在哪里 | 能否继续切 | 还可安全切多少
目标:在不改变医生核心操作习惯的前提下,让边界、距离和风险提示进入当前视野。产品价值仍需通过真实临床工作流、对照基线与医生反馈持续验证。
核心技术 · 产品系统
三项技术、三个部件,合起来才是术中持续成立的导航
可视化建立三维术野,精确化获得器械尖端位置,智能化在组织和视野变化时更新坐标参照。三项能力沿同一条导航链路依次衔接,各自对应系统里的一个部件。
产品系统
一台手术里,三个部件各在什么位置
系统集成在现有手术显微镜上,不改变手术室站位与设备布局。图中标出的三个部件,加上术野内的叠加画面,就是它在手术室里全部的可见部分。
点选图上的编号或下面任一部件,图上标出它的位置,下面展开支撑它的那项技术与实验记录。
01 · VISUALIZATION
可视化:分光式立体视觉搭载型显微成像系统
一套光路,两种用途。这里的三张图共同说明“可视化”如何实现:先完成可见光与近红外同轴分光采集,再通过验证样机建立三维计量能力,最后集成到手术显微镜中。分光相机模块已完成台架验证。
- 可见光与近红外共用一套光路,同时满足术野显示与追踪信号采集。
- 立体视觉提供三维计量基座,将显微图像转化为深度和相对位置信息。
- 完成显微镜集成后,为器械追踪和动态配准提供稳定的观测输入。


将成像与计量能力集成到显微镜平台,在保留实时术野的同时,输出结构、深度与相对位置参照。
02 · PRECISION
极细光纤,让器械尖端可被持续追踪
团队将极细光纤嵌入显微镊、剪等器械,为尖端增加主动追踪点,同时维持器械原有的尺寸、重量与操作手感。深部与狭窄视野下保持追踪可用性,并与术前模型联动提示尖端位置。



03 · INTELLIGENCE
动态配准,让机器人在微小尺度下保持可靠参照
以血管走向、骨面纹理等语义特征作为对齐约束,配合动态标志点机制持续评估并在线更新参照。核心算法精度已在机器人平台与 74 例小鼠开颅实验中验证(伦理审查编号 A2023M042-07,东京大学)。
从血管、骨面纹理等可辨认结构中提取约束,让术前模型先与术中视野对齐。
面对小视野、遮挡、反光与组织变化,系统持续检查当前参照是否仍然可信。
通过动态标志点更新相对位置,使器械轨迹、模型和实时画面回到统一的空间关系里。
BENCHMARK · 配准误差对比
与既有配准方法的误差量级对比
显微形变场景下,现有配准方法的报告误差与本项目实测值存在量级差异。下表把三类方法放在同一张表里,并标注各自的数据来源。
| 配准方法 | 报告误差 | 显微形变场景 | 数据来源 |
|---|---|---|---|
| 骨性固定配准 | 约 0.8–2 mm | 不适用 | 公开文献 |
| 传统 ICP 表面匹配 | 2.7–5.3 mm | 不适用 | 公开文献 |
| 本项目 · 动态配准 | 0.164 ± 0.059 mm(最大 0.270 mm) | 适用 | 小鼠实验实测 |
文献值与本项目实测值的实验条件、样本量与统计口径不同,不能直接等同比较,此处用于说明误差量级的差异。本项目数据来自小鼠开颅实验,完整统计口径与原始记录可在尽调材料中提供。
FAIL-SAFE · 失效恢复
特征失效时降级,不做无声修正
显微视野里渗血、反光与遮挡随时发生。系统按可信度分三层降级,任何一层都把判断权交回术者,不会在参照已经不可信时继续给出确定性提示。小鼠实测配准平移误差中位数为 0.16 mm,传统光学导航整机误差通常在 1–3 mm。
渗血、反光或遮挡导致个别标志点不可信时即时剔除,由其余标志点维持配准。
冻结叠加显示并提示重新配准,不在参照可信度不足时继续修正坐标。
退回上一个可信位姿,交由术者确认后再继续。




以上结果用于说明研发阶段的系统能力。医学用途、性能指标和临床获批状态以后续验证及公开文件为准。
临床工作流
全流程只多一步,不改变既有手术习惯
系统集成在现有手术显微镜上,手术室站位、器械与屏幕布局都不变。术者在原有显微视野内获得边界与距离提示,不需要切换视线。
MRI / CT 导入,完成病灶与关键结构分割并规划路径。
显微镜就位后完成一次配准,不需要植入骨性标记。这是整个流程中唯一新增的操作。
系统在后台持续评估并更新术前模型与术中视野的对应关系,术者无需介入。
在显微视野内给出病灶边界、器械尖端与关键结构的相对位置。
留存操作过程数据,用于复盘、带教与临床证据积累。
无菌与器械管理按现有规范执行:相机模块套一次性无菌罩、不改变铺单方式;光纤器械按常规显微器械灭菌,器械护士仅新增套罩与清点两项动作。实际步骤与各环节耗时仍在与临床合作医生共同确认。
研发与知识产权
研发已进入从样机验证走向注册准备的阶段
产品化路径包括科研样机、动物实验、注册样机、临床试验与 NMPA 审评。时间节点仍会受到实验进度、法规沟通和资金节奏影响。
完成方法创新与基础技术路线探索,推进人机交互验证与一代样机研制。
完成动物实验与分光相机模块样机验证。
导航软件与器械追踪系统的工程迭代,同步启动检验与标准符合性准备。
追加动物实验,确定临床评价路径并推进临床试验申报。
提交注册资料,进入技术审评。
含审评发补缓冲。该节点受监管沟通与试验进展影响,最终周期以实际进展为准。
商业化不压在这个节点上:取证前先以 OEM 模块与软件许可产生收入,两段路径见下文「市场 · 竞争 · 本轮需求」一节。
专利布局明细
IP PORTFOLIO
团队已布局 8 项专利,其中 6 项已授权、2 项申请中,覆盖中国 / 日本 / WIPO 三地
计数按同族合并(力反馈装置的中国与 WIPO 申请计为一项)。其中日本申请“导航系统、算法及其器具”与中国申请“面向立体显微成像系统的三维标定板及性能评价方法”最贴近当前产品方向。壁垒结构为分光成像 × 术中配准 × 微米级器械追踪的软硬件一体组合。其余专利体现团队既有技术积累,项目归属、许可范围与自由实施空间仍需在融资与合作尽调中逐项确认。
团队
团队覆盖临床、光学、算法、自动化和商业转化
核心成员拥有东京大学、清华大学、哈佛大学、耶鲁大学、中国科学院大学、哈尔滨工业大学等研究与学习经历,学科背景覆盖临床医学、计算机科学与生物医学工程,研发方向集中在手术机器人、医学图像和导航系统。
FOUNDER & CEO
林晓锋 博士
东京大学医学院医疗器械部门研究员
经历
- 东京大学医学院医疗器械部门研究员
- 东京大学生物医学工程博士学位
- 中国科学院大学深圳先进技术研究院硕士学位
- 曾任横乐医学科技有限公司(B+轮)联合创始人
成果
- 全球医疗机器人创新设计大赛:银奖
- 第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛:金奖
- 手术机器人顶会 IROS Workshop Best Poster Award
- 发表手术导航系统顶刊、顶会多篇
- 取得手术机器人和手术导航系统专利共 8 项
-
宋雨涵
视觉方向
-
赵恩铎
自动化方向
-
姜晟灏
临床方向
-
林冠昊
技术转化&融资
-
余增辉
市场&运营
-
Gina Quan
技术转化&资源整合
-
陆建
首席顾问

宋雨涵
视觉方向
- 东京大学生物医学工程博士在读、日本学术振兴会特别研究员
- 曾任日本国立大学特聘研究员
- 发表医疗图像处理相关期刊及会议论文 4 篇

赵恩铎
自动化方向
- 清华大学生物医学工程学院博士后
- 东京大学机械工学博士学位
- 发表手术机器人系统相关期刊和会议论文 7 篇

姜晟灏
临床方向
- 澳大利亚新南威尔士大学临床医学 MD 在读
- 哈佛大学计算机科学与工程硕士学位
- 曾从事 AI 自动驾驶导航视觉算法研发工作数年
- 已发表医疗、机器人相关期刊和会议论文 8 篇

林冠昊
技术转化&融资
- AI 企业项目经理兼系统工程师
- 东京大学系统创新硕士学位
- 曾于创业投资企业(VC)任职咨询助理数年

余增辉
市场&运营
- 互联网头部企业日本 AI 项目核心成员
- 日本驹泽大学商学硕士学位
- 曾于投资机构任职制造业投资对接顾问数年
- 曾于日本制造业企业负责海外业务拓展数年

Gina Quan
技术转化&资源整合
- 东京大学医学院博士在读
- 耶鲁大学生物医学工程硕士学位
- 曾于医疗机器人企业从事软硬件开发工作

CHIEF ADVISOR
陆建
职务
- 东南大学附属中大医院副主任医师、青年首席教授、博士生导师
- 长江学者青年学者
- 东南大学附属中大医院人才工作办公室主任
- 东南大学附属中大医院介入与血管外科副主任
- 中国抗癌协会肿瘤组织间植入专委会副主任委员
- 中国医师协会介入医师分会青年委员会委员
成果
- 主持江苏省杰出青年基金项目、国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金面上项目、江苏省重点研发计划、国家自然科学基金青年项目等省部级以上课题 10 项
- 以第一作者/通讯作者发表 SCI 论文 50 余篇,代表期刊包括 Lancet Gastroenterology & Hepatology(封面)、Nature Communications、Journal of Hepatology 等
- 授权/申请专利 16 项
- 获 2022 年江苏省科学技术奖一等奖
- 获北美、欧洲、亚太三大介入学会青年学者奖励
- 获 ASCO GI Conquer Cancer Merit Award
- 获中国医师协会介入医师分会“杰出青年学者”称号
- 获“国之名医·青年新锐”称号
市场 · 竞争 · 本轮需求
占住“显微视野适配 + 动态配准 + 器械追踪”的交集,先以模块与软件进入市场
项目当前仍处于研发和验证阶段。取证前以 OEM 模块与软件许可先行产生收入,商业化不必等到整机取证;注册后转向自有整机、软件与耗材。
01 · 位置
导航要在切除全程持续回答两个问题:器械在哪里、这是什么组织。现有路线各有所长,但都是为开放术野设计的;本产品的差异在于把这两个问题放到显微尺度上,并在术中持续回答。
软组织形变补偿
不适配显微视野,有形变补偿
适配显微视野,有形变补偿
不适配显微视野,无形变补偿
适配显微视野,无形变补偿
显微视野适配性 →
点选图中任一条路线,下面逐项与本产品对照;手机上左右滑动也可切换。
NDI 类红外光学追踪Brainlab · Medtronic · 华科精准
追踪持续追踪;追踪对象是直径约 11 mm 的反光球阵列,尖端位置由此换算得到。
配准术前对骨性固定的参考架配准一次;术中组织位移后,需要重新配准才能更新。
显微视野不在显微尺度上配准与追踪。反光球的尺度按开放术野设计,与 0.3 mm 级尖端、数毫米的视野不在同一量级。
硬件独立红外相机(NDI Polaris 一类)+ 参考架 + 反光球。
上世纪九十年代确立、至今仍是主流的路线:擅长回答“器械在哪里”,而“这是什么组织”只在配准那一刻成立。
结构光表面配准7D FLASH
追踪器械追踪仍采用反光球方案。
配准不依赖植入标记,配准基于一次表面扫描;组织位移后需再次扫描以更新。
显微视野不在显微尺度上配准与追踪。表面扫描按开放术野设计;数毫米视野内可用的稳定特征有限。
硬件结构光投射 + 相机,器械追踪另配。
去掉了植入标记,但配准仍是逐次静态完成,不随组织形变连续更新。
术中成像 + 追踪叠加Proprio Paradigm
追踪持续追踪。
配准术中可反复配准,带软组织形变补偿。
显微视野不在显微尺度上配准与追踪。按开放术野设计,目前公开的适应症为脊柱。
硬件多相机术中成像阵列 + 器械追踪,两套光学系统。
实现思路与本产品最接近,是我们最重视的对标:术中配准、形变补偿与追踪都已具备。差别在于它面向开放术野,而本产品把这三件事收进显微镜的同一套光路里。
数字可视化,不配准Beyeonics One
追踪不含器械追踪。
配准不与术前影像配准。
显微视野在显微视野内工作。它本身是数字手术显微镜,定位是可视化增强。
硬件数字显微成像 + 头戴或屏幕显示。
解决的是“看得更清楚”,与导航要回答的两个问题属于不同的产品定位,不在这条分水岭上。
维度口径:「显微视野适配性」指能否在数毫米视野、亚毫米精度下完成术中配准与器械追踪;「软组织形变补偿」指术中组织位移后配准是否自动更新。两个维度取自对照表同名两列的原始取值,未引入其他指标;各产品的逐项取值与信息来源见下面的对照表。
竞争格局对照表
| 产品名 / 国家 | 外观 | 技术路线 | 配准方式 | 显微视野适配性 | 软组织形变补偿 | 闭环能力 | 标准适应症 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Proprio Paradigm (美国) | ![]() | 多相机术中成像 + 追踪 | 骨性固定 | 不适配 | 有 | 配准 + 追踪 | 脊柱 |
| Brainlab Microscope Navigation (德国) | ![]() | NDI 类红外光学追踪 | 骨性固定 | 不适配 | 无 | 配准 + 追踪 | 骨科通用或脊柱 |
| Medtronic StealthStation S8 (美国 / 爱尔兰) | ![]() | NDI 类红外光学追踪 | 骨性固定 | 不适配 | 无 | 配准 + 追踪 | 神经外科通用 / 骨科通用 |
| Beyeonics One (以色列,手术显微镜) | ![]() | 数字可视化,不配准 | 不支持配准 | 适配 | 无 | 仅可视化增强 | 眼科通用 |
| 华科精准 (中国) | ![]() | NDI 类红外光学追踪 | 骨性固定 | 不适配 | 无 | 配准 + 追踪 | 神经外科通用 / 骨科通用 |
| SeaSpine / Orthofix 7D FLASH (美国) | ![]() | 结构光配准 + 光学追踪 | 无创伤固定 | 不适配 | 无 | 配准 + 追踪 | 神经外科(脑肿瘤) |
| 光谱智航显微手术智能导航系统 (本产品)本表内同时满足显微适配、形变补偿与器械追踪三项 | ![]() | 同轴分光双相机 | 无创伤固定 | 适配 | 有 | 配准 + 追踪 | 神经外科通用 / 耳鼻喉科通用 / 眼科通用 / 重建外科通用 |
对照内容按 2026 年 9 月各厂商公开资料整理。竞品参数与获批状态会持续变化,最新规格、适应症与注册状态以各厂商公开披露为准;各产品名称与商标归其所有者所有,此处仅作识别之用。全球范围内实现思路最接近的是 Proprio Paradigm;国内同样面向神经外科的华科精准采用 NDI 类红外光学追踪路线,与本产品的技术路线不同。
02 · 盘子 → 03 · 收入
-
ADDRESSABLE
225万台/年
中国显微外科核心相关手术量
神经血管、恶性脑肿瘤相关、耳鼻喉、眼科(非白内障)四类合计。
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LAUNCH INDICATION
51.21万台/年
首发切口:脑肿瘤切除
边界判断直接决定切除范围与生存获益,价值主张最一致。
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FIRST SITES
头部三甲
神经外科中心先装机
再向耳鼻喉、眼科与重建外科扩展。
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STAGE 01 · 取证前
模块 + 软件许可
教学研究 / OEM 验证期就有收入
硬件模块交付;软件许可与硬件绑定、按年计费;工程服务仅对显微镜厂商、按型号一次性。面向高校研究室、显微镜整机厂与导航系统厂,验证真实需求、接口规范与付费意愿。
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STAGE 02 · 注册后
整机 + 耗材
自有品牌规模化
整机装机扩规模;增强版软件许可按年续费;专用耗材注册后启动。用装机扩规模,用软件与耗材形成持续收入。
04 · 风险与本轮需求
下一阶段的关键任务,是把技术指标转化为临床证据和可注册产品。临床工作流、资金节奏与法规路径需要同步收敛,任何一项滞后都会影响产品化进度。三类风险都有正在执行的应对动作,不依赖单点假设。
下一阶段的资源与交付清单
RESOURCE PRIORITIES
三类资源需要同步到位
NEXT MILESTONES
下一阶段的五项交付
手术量口径与数据来源见上文「临床问题」一节。市场规模与商业路径用于说明商业逻辑,实际经营表现将受装机爬坡、毛利率、渠道折扣与注册后上市节奏等因素影响。各项交付物与里程碑节点一一对应;具体定价、装机计划、融资规模、资金使用明细与时间安排结合里程碑预算、现金流和注册计划联动测算,不在本页披露,可在正式尽调材料中提供。
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SPECTRA NAVIGATION
让显微外科拥有可量化的术中参照
光谱智航希望把导航能力带进更小、更深、更动态的显微场景。下一步需要临床伙伴、产业伙伴和资本伙伴共同完成验证、注册与规模化落地。






