基于图像的外科手术导航系统VIP专享VIP免费

基于图像的外科手术导航系统ByAndyG本文图片及资料均来自互联网公开资料，如有版权问题，请联络作者删除导航的背景和意义国内外发展现状常用的导航系统导航的发展与展望导航系统的背景常规外科手术难以满足现代精细手术的需求现代医学影像技术的发展医用机器人技术的发展计算机辅助外科手术技术的迅速发展计算机辅助外科CAS(ComputerAssistedSurgery)计算机辅助外科是研究和开发一种人机协作系统，通过合理、定量的利用CT/MRI/PET多模数据和导航系统，进行外科手术计划、干预和评价。基于图像的外科手术导航系统IGS(ImageGuidedSurgery)基于图像的导航主要利用各种医学图像信息为手术器械导航，目的是最大可能地为外科医生提供手术部位附近的信息，在二维的医学图像与实际部位之间架一座桥梁。图1基于图像的外科手术导航系统使用导航系统的意义外科手术创伤减少手术时间缩短手术质量提高NumberofsurgeriesusingSurgeticsStations010002000300040005000600070008000900010000Jan-02Mar-02May-02Jul-02Sep-02Nov-02Jan-03Mar-03May-03Jul-03Sep-03Nov-03Jan-04Mar-04May-04Jul-04Sep-04Nov-04Jan-05Mar-05May-05Jul-05Sep-05Nov-05Jan-0610,000自2002年起,到2006年,接近一万例的手术经验法国PRAXIM导航系统的手术数量现状－国际方面美国：蛇牌术中主动红外导航系统在髋、膝关节的应用德国：博医来（BrainLab)开源软件光学导航系统。瑞士：基于荧光透镜的导航Medvision系统。法国：BoneMorphing®骨重建技术，超小移动工作站日本：IOT系统应用于神经外科。超小移动工作站现状－国内方面清华大学基于虚拟现实的计算机辅助定向神经外科手术计划系统。北京航空航天大学和海军总医院机器人辅助损伤神经外科手术系统。北京理工大学和哈尔滨工业大学开展了医疗机器人的研究。北京中西集团BJ38-ASA-620立体定向手术计划系统安科公司ASA-610手术导航系统。安科骨科手术导航系统名称：ASA-630V骨科手术导航系统型号：ASA-630V骨科手术导航系统校准靶可配接多个厂家的C形臂X光机NDIPOLARIS高精度光学定位系统定位精度高系列化可跟踪手术器械系统可自动校正图像形变快速进行系统的自动注册简单快速的工作流程，对手术进程干扰小直观的系统摆位功能丰富的软件测量工具满足医生的各种需求完善的计划功能方便各种手术方案的模拟图像捕获及中文报告便于会诊、论文发表和资料存档精巧的机箱设计减少手术室占地面积导航的现状存在的问题高昂的费用，手术室空间的需求(C臂设备)医学图像的三维分割的自动化程度和精确度不高配准过程没考虑形变组织图像的融合很少考虑到非刚体变换三维重建精确度不高图像显示效果离真实环境有差距空间位置的配准技术不够成熟实时导航技术不够完善导航应用的领域神经外科骨科脊椎手术腹腔镜手术整形外科耳鼻咽喉科放射治疗导航的技术结构工作原理系统结构功能实现关键技术工作原理医生手持手术器械对患者的手术目标实施操作。手术器械的空间立体定位及瞄准过程均在跟踪器的实时控制之下，而且跟踪器能够精确地给出术中解剖部位。通过术前与术中医学图像配准以及术中医学图像与患者、手术器械之间的配准关系，经过相应的坐标转换，控制手术器械达到要求的部位，从而实施相应的手术操作。图2导航系统原理图系统结构外科医生综合图像定位系统患者医学图像手术器械显示建模操纵采集监视跟踪融合配准三维显示图3导航系统结构图导航设备的组成手术室C型臂机进行三维扫描,获得病人病区资料术中导航光学追踪手术中对标志点追踪,确定术中的即时位置,包括:骨的位置,工具位置.术前模拟目的1)制定最佳手术计划2)手术预演实现过程1)获取多模图像信息（CT，MRI）2)建立数学模型3)三维图像显示4)制定手术方案5)进行手术模拟三维重建技术术前模拟(髋臼杯的安放位置),左上,左下,右下图是模型三个剖面图,右上为髋臼窝底部触点雷达图(红色)颅内穿刺术前模拟病人脑部病灶的三维表面模型（图中线条表示三方向观测的穿刺路径）术中导航目的1）辅助执行手术方案2）进行手术干预实现过程1）...