便携式智能化神经手术导航系统 给神经外科医生安上了“透视眼”
北京青年报客户端 2022-09-02 16:04

10分钟可精准识别大脑“内部机关”,亚毫米级精度定位患病部位..... 在服贸会健康卫生专题展区,北京协和医院带来了一款自主研发的便携式智能化神经手术导航系统,基于深度相机的面配准视觉识别技术,为医生安上了“透视眼”。

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北京青年报记者看到,这款智能化手术导航系统摒弃了以往庞大繁杂的红外扫描系统,仅需一台平板电脑和一个深度相机即可完成操作。如何做到10分钟准确定位病患处呢?北京协和医院神经外科医生常健博介绍,这套系统用上了”基于深度相机的面配准视觉识别技术”。首先,通过系统内的影像处理技术和AI Lab的算法能力了,可将病人的CT、MRI(核磁共振)等术前二维影像进行三维重建,实现可视化,一键便可生成个性化的3D“透明脑”。这样不但医生能够很直观地观察病灶位置,也方便病人理解手术方案。同时,系统还借助深度相机,综合深度学习和传统视觉算法,将实体人脑和3D人脑,进行亚毫米级精度的1:1配准。即:3D人脑的位置、大小和实体人脑达到1:1完全吻合。“3D人脑就相当于手术导航的地图,如果地图和实际场景有位置或者大小的偏差,医生就不能精准抵达目的地,这样手术就会出现风险。”常健博说,这套导航系统的配准需要做到亚毫米级。

随后,系统再通过光学定位、SLAM(即时定位与地图构建)等技术,实时跟踪手术器械;帮助医生更准确地多角度观察病灶以及需要保护的脑组织、血管的位置。就像真正的“导航”一样,手术中患者患病位置、遇到的障碍都能精准提前发现。“这样一系列操作仅需要10分钟,用时是同类产品的五分之一。”据介绍,目前这套系统已经在北京协和医院开展了四十余临床试验。“在成本方面,虽现在还没有进入市场,但预计会是同类产品十分之一”。

说起设备研发的初衷,常健博介绍,神经外科医生手术时,不仅对病变定位精度要求高,同时还需要了解病变与周围血管和神经的关系,避免手术当中损伤。过去医生都凭借经验,将病人的CT、核磁共振二维影像片子重新整合在大脑中形成三围图像。实际上,这个过程非常漫长,需要大量长期的经验。“我们医院研发这款导航说为了让更多的基层医院具有达到精准手术的能力,且便携、低价、低门槛,让在更多基层医院得到推广成为了可能。

文/北京青年报记者 武文娟
摄影/北京青年报记者 崔峻
编辑/谭卫平

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