手术导航系统

手术导航系统系统由台式电脑、光学跟踪定位装置及应用软件(版本号：3.1)组成。附件包括MRI、CT扫描用标志点。系统具有光学跟踪定位、医学图像跟踪、手术计划、手术跟踪、图像文件管理功能。其空间定位误差小于3mm，可具有多种显示模式，其中包括三个正交面显示、棒视图、轨迹视图、三维半透明显示、表面显示方式、剖面显示方式。

适应症：该系统适用于外力引起的颅脑损伤、颅内病变、耳鼻喉科需要利用CT/MR影像引导定位的微侵袭外科手术设备，用于术前方案规划及术中医学影像实时引导。禁忌症：手术定位精度要求小于1毫米的颅内病变和功能神经外科手术。

手术导航系统的功能主要包括以下几点：

术前模拟手术：通过术前在计算机中设计手术入路并进行模拟手术，帮助临床医生提前了解手术情况，减少手术风险和误差。12

术中实时数据支持：在手术过程中，导航系统会实时显示手术路径经过的关键结构和距离，以及病灶和正常组织的位置关系，帮助医生做出准确的决策。123

光学跟踪定位：手术导航系统具备光学跟踪定位的功能，能够通过特定的光源和摄像头实现手术器械位置的实时更新和显示。4

医学图像跟踪：结合医学图像信息，如CT、MRI等，导航系统能够准确地反映手术床上的解剖结构与术前或术中的影像数据的对应关系。

手术计划与执行：通过术前的三维数字化建模和手术规划，导航系统能够帮助医生构建手术路径，并在术中进行相应的引导。2

图像文件管理：系统可能还包括对手术过程中的相关图像文件的管理功能，以便进行分析和记录。

三维模型重建：使用医学影像数据（如MRI、CT）进行三维模型的重建，这是手术导航系统的一个重要步骤，有助于医生判断病灶位置和熟悉周边组织结构。

术中校准与引导：在手术过程中，导航系统需要不断调整三维模型和手术路径，以适应病人的变化，并为医生提供清晰的视觉指导。

手术导航系统是一种结合了多种技术的医疗设备，它的基本原理是利用医学影像数据（如CT、MRI）和多模态三维重建技术，创建一个虚拟的“地图”。这个“地图”包含了手术区域的结构信息和可能的病变位置，以及手术器械的可能运动轨迹。在实际手术中，手术导航系统可以通过光学或电磁信号来定位手术器械，并将这些信息实时显示给医生，以便他们能够精确地执行手术计划。

1、医疗软件+系统集成，主要运用在脑立体定向手术和其他外科临床手术中，该系统在神经外科临床手术上有指明手术路径经过的核团、血管的名称及离一些重要核团和大血管的距离。脑立体定向外科手术的对象是人的大脑，视野很小，但轻微的误伤即可能产生严重的后果。本研究开发的系统可确定病灶的三维位置，指明手术路径经过的核团、血管的名称及离一些重要核团和大血管的距离，从而有助于术前制定手术计划，确定手术路径。 [2]

2、术前进行模拟手术。脑外科手术中的轻微错误可引起严重的后遗症。通过术前在计算机中进行模拟手术，可使临床医生做到心中有数，减少手术中的失误。还可用于培训年青医生，医学院的课堂教学等。

3、真正三维的临床手术导航。当前，高级的CT、MRI已带有三维定位功能，但其产生的影像为位图性质，无法自动识别核团的名称，直接用于导航实际上有困难。国外的手术导航设备号称有“三维导航”能力，但其导航仍是基于断层平面的。本研究开发的系统可对CT、MRI数据进行矢量化加工，可自动识别核团的名称，实现真正意义上的三维导航。

4、可实现对现有二维的CT、MRI的三维化改造，使它们具有三维影像的功能。系统的核心功能是在MRI和CT断层平面图像基础上，建立真正三维的、边界清晰的、可任意旋转切割和无级缩放的脑核团和病灶部位的矢量立体图形。整个软件部分包括数据和资源的管理、断层图像处理、三维重建、手术模拟及方案制定和实时三维导航五个模块。系统硬件包括图像数据输入输出（I/O）子系统、运行平台（微机或工作站）和光学定位子系统。