手術導航系統

手術導航系統，就是以核磁共振、CT等醫學影像數據為基礎，在電腦上顯示出一個三維可視的“虛擬人腦”，醫生手中的探針指向哪裏，是否已經到達腫瘤邊緣，前面是不是重要組織，2006年3月高精度神經外科手術導航系統及產品研發已由復旦大學數字醫學研究中心成功開發，並已在華山醫院等完成臨牀試驗，2010年10月日本研究人員開發出能在手術過程中透視體內淋巴結、血管等組織的手術“導航”系統，在手術時利用該系統，可藉助彩色圖像清晰地觀測上述組織的狀態。 ^[1] 

1、計算機輔助手術系統是20世紀90年代初在歐美髮達國家首先進入臨牀應用的為外科醫生提供手術導航的先進醫療設備，手術導航系統將病人術前或術中影像數據和手術牀上病人解剖結構準確對應，手術中跟蹤手術器械並將手術器械的位置在病人影像上以虛擬探針的形式實時更新顯示，使醫生對手術器械相對病人解剖結構的位置一目瞭然，使外科手術更快速、更精確、更安全。

2、基於這種三維位置信息的手術支援，極大地減小了手術創面，最大限度地減輕了手術患者肉體上的痛苦，近而使微創手術也得到了快速的發展，由於該系統可以極大的提高外科醫生的手術精確度，從而為患者提供更好的醫療服務，手術導航系統已在歐美等發達國家的醫療機構應用。

1、一種名為吲哚青綠的色素具有吸收光後會發光的特性，研究小組利用該色素的這一特性，先將吲哚青綠注射到人體皮下的淋巴結和血管內，然後用近紅外線從體外照射，吲哚青綠就會在淋巴結和血管內發光。由於這種光用肉眼看不到，研究小組還特別開發出能夠捕捉微弱光線的超高靈敏度攝像機。

2、要進行手術導航系統的研發必須擁有先進的三維影像技術，東影公司開發的“Angelplan-CAS1000型神經外科手術導航系統”經初步臨牀試驗，結果表明該系統定位精度達到0.6mm，完全能滿足臨牀對手術導航的需求，其主要技術指標達到國際先進水平，而處於國內領先地位。該系統已獲得一項國家發明專利、一項實用新型專利和一項軟件產品著作權。“Angelplan-CAS1000型神經外科手術導航系統”的研發成功，標誌着中國在手術導航領域趕上了世界先進水平，同時也必將為促進中國醫療事業的發展、提高人民健康水平起到十分積極的作用。

1、醫療軟件+系統集成，主要運用在腦立體定向手術和其他外科臨牀手術中，該系統在神經外科臨牀手術上有指明手術路徑經過的核團、血管的名稱及離一些重要核團和大血管的距離。腦立體定向外科手術的對象是人的大腦，視野很小，但輕微的誤傷即可能產生嚴重的後果。本研究開發的系統可確定病灶的三維位置，指明手術路徑經過的核團、血管的名稱及離一些重要核團和大血管的距離，從而有助於術前制定手術計劃，確定手術路徑。 ^[2] 

2、術前進行模擬手術。腦外科手術中的輕微錯誤可引起嚴重的後遺症。通過術前在計算機中進行模擬手術，可使臨牀醫生做到心中有數，減少手術中的失誤。還可用於培訓年青醫生，醫學院的課堂教學等。

3、真正三維的臨牀手術導航。當前，高級的CT、MRI已帶有三維定位功能，但其產生的影像為位圖性質，無法自動識別核團的名稱，直接用於導航實際上有困難。國外的手術導航設備號稱有“三維導航”能力，但其導航仍是基於斷層平面的。本研究開發的系統可對CT、MRI數據進行矢量化加工，可自動識別核團的名稱，實現真正意義上的三維導航。

4、可實現對現有二維的CT、MRI的三維化改造，使它們具有三維影像的功能。系統的核心功能是在MRI和CT斷層平面圖像基礎上，建立真正三維的、邊界清晰的、可任意旋轉切割和無級縮放的腦核團和病灶部位的矢量立體圖形。整個軟件部分包括數據和資源的管理、斷層圖像處理、三維重建、手術模擬及方案制定和實時三維導航五個模塊。系統硬件包括圖像數據輸入輸出（I/O）子系統、運行平台（微機或工作站）和光學定位子系統。

1、藉助電腦的手術導航系統，讓開顱手術纖毫不差，“命中率”更高，高精度神經外科手術導航系統及產品研發已由復旦大學數字醫學研究中心成功開發，以腦腫瘤切除手術為例，傳統的開顱手術方式是先根據核磁共振、CT等影像學資料，判斷腫瘤的確切部位，以此制訂手術方案。為確保準確性，手術的切口往往比較大，而醫生能看到的只是暴露在外的器官表面，如果一不小心損傷了重要的血管、組織，後果不堪設想；如果出於“謹慎”，少切除些腫瘤，又可能帶來嚴重後遺症。究竟切多大切多深，大多依賴於醫生的個人經驗。 ^[3] 

2、如果有一幅“實時顯現”的腦部結構顯示圖，這一問題就迎刃而解了。經過準確定位，電腦畫面上會一一顯示出來。這樣，手術刀在探針指引下，就能安全地一步步逼近腫瘤，確保萬無一失。臨牀試驗表明，採用導航技術後，手術的定位精度可以從釐米級變為毫米級，導航精度的平均值小於2毫米。

3、近年來精準無誤的高端手術導航系統在滬上醫院陸續現身，但全是數百萬元身價的“洋導航”，手術費用高昂。在歐洲手術導航相關產品的全球市場年增長率為35%，美國為20.9%，歐洲將有近18億美元的市場需求，美國則接近29億美元。初步估算，未來10年中國對計算機輔助手術和治療的市場需求將達10億美元。在技術指標完全和進口產品不相上下的前提下，國產系統的售價僅為“洋導航”的1/3到1/2。