同时，北京天坛医院坚持“创新驱动、人才优先、合作共赢”的新发展理念，把发展战略融入北京科技创新中心建设蓝图：一是贯彻落实国家改善医疗服务行动计划有关要求，引入智慧服务理念，充分应用人工智能、物联网、大数据、云计算等先进技术建设智慧型医院，更好地为患者提供优质、、高 效、便利的医疗服务。
北京天坛医院驱动生物医药新发展引擎，加强创新培育力度，扎实推进神经系统疾病领域的新药器械成果转化，如快速基因分型检测、胶质母细胞瘤新药绿原酸、高精度微创血管介入手术机器人，以及基于人工智能技术开发的全球MRI、CT神经影像人工智能辅助诊断产品、脑网络连接组学人工智能麻醉、临床晕厥诊断系统等方面取得积极进展，创新成效逐步显现。
作为重点学科，北京天坛医院神经外科每年平均开展各项高、精、尖手术7000余例，为大量的患者解除了病痛，挽救及延长了患者的生命。脑干占位病变、脊髓内肿瘤、脑血管疾病、颅底肿瘤、丘脑胶质瘤等手术治 疗居国际领 先地位。小儿颅内肿瘤、颅内肿瘤、脊柱脊髓肿瘤、垂体瘤的手术治 疗居国内接近国际先 进水平。在广泛开展显微神经外科手术的基础上，率先建立起了微创神经外科技术平台，其水平居国际领 先。导航手术、内窥镜辅助手术、立体定向及深部微电极刺激治 疗、癫痫的手术治 疗居国内接近国际先 进水平。脑肿瘤手术死亡率1.04%；脑干手术死亡率1.2%；动脉瘤死亡率1%以下。
张力伟教授集成创新脑干及颅底肿瘤诊疗关键技术，将多模态神经影像、导航和神经功能监测等技术融合应用到术前神经功能评价及术中神经功能保护中，显著改善患者预后。脑干及颅底的复杂手术年手术量近200台。