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医疗动态 | 研究智能视觉技术,助力癫痫手术

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现代医学的发展,几乎依赖于所有的基础科学和应用科学的进步。作为一名神经外科医生,看着脑部CT或MRI胶片,依赖于自己的丰富经验,就进入手术室的年代,正在远去。近十多年来,多模态影像融合技术,已经日臻完善。在手术之前,通过计算机软件,将患者头部的CT、磁共振、PET(正电子发射计算机断层扫描成像)等等多种影像融合,并且3D重建出来,可以让医生充分了解病变的信息,制定优化的手术策略,这些,在金莎4399网址神经外科三病区已经是每台手术的必备项目。

近几年来又提出了新的需求:能否把计算机3D重建的虚拟图像,映射到患者的头部?这将更直观地让医生“看”到脑部的各个结构层次。早在三年前,市场上已经出现了诸多小型、便于移动的投影仪,使用起来很方便。利用这种便携式投影仪,就可以把计算机上显示的图像投射到患者的头部,不过,操作起来并不方便,医生需要不断调整距离和角度,才能让图像和患者实际的头部重合,而且也有一定的误差,临床应用受到了限制。

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神经外科三病区和清华大学生物医学工程系以及社会力量共同合作,开发出一种新技术——将摄像头和投影仪整合在一起,通过软件控制,让虚拟和现实可以实时融为一体。医生需先在软件里进行影像的融合与3D重建,并设计好手术路径。在手术前,对患者的头部进行实时扫描,摄像头采集信息,在计算机内生成一个3D的表面轮廓,然后和事先通过影像重建的模型自动进行匹配,就可以在患者头部表面精准地投射出重建的模型。根据需要,医生可以直观地看到想看的结构,例如,颅骨、血管、病变等等,可对手术路径做进一步的改良与优化。

视频中所显示的,是在2022年底,神经外科三病区在一台普通开颅手术前的早晨,应用这种智能视觉识别技术,优化手术方案的场景。另外这种解决方案,对现有条件要求不高,硬件也小巧且便携,很容易普及。

其实,早在2019年,刚刚提出虚拟与现实融合的需求时,神经外科三病区就同时在研发更高一级的应用场景,将这种智能视觉识别技术和导航或者神经外科手术机器人结合起来,将会更加方便地辅助医生改进手术方案,也会让手术变得更加安全,创伤也更小。目前,工程样机已经完成,实验数据显示,特别是对于微创手术,大大提高了安全性和高效性,此技术即将开展临床应用。