中国人民解放军总医院开发出混合现实神经导航系统
现阶段,大部分医院应用的导航是以光学神经导航为主,该种医学导航存在不易学习、不易掌握,更难以做到规范化、标准化等缺陷。由中国人民解放军总医院陈凌教授团队与北京维卓致远公司合作,在国际上率先实现了神经外科混合现实导航技术应用,引起了业界的极大关注。
据陈凌教授介绍,混合现实技术是应用增强现实、混合现实等虚拟的技术,将人脑中的图像进行重建,重建的虚拟图像通过头戴式显示器与现实相融合,从而达到脱离固定屏幕状态下的一种可视化,可以完成虚拟结构和真实世界的深度交互,再结合可穿戴的设备的手术中导航设备便可实现对患者深部解剖结构的可视化定位,混合现实导航技术在神经外科医疗教学研究可以有广泛的应用。
陈凌教授团队应用混合现实导航进行脑膜瘤定位和手术计划
陈凌教授表示,在手术导航中间的优势是混合现实重建的虚拟情况可以做到直观可视化,在手术环境中间可以与患者身体结构完全融合、重合,与现有的光学导航相比不需要术者根据导航图像在自己的头脑中再次去重建三维图像,也不需要术者反复抬头看导航的显示器,减少视线和注意力在术区和导航监视器之间的转换,对于设计手术入路和导航的过程比较之前的常规导航而言更加简易可行,较传统的光学导航定位所需的时间更短更少。
另外可视化技术的发展也让术者更加直观全息地看清深部病变以及其毗邻的重要结构结系,据陈凌教授介绍,混合现实导航通过操作旋转图像可以从不同角度看清病变周围甚至背后的一些结构,减小主观操作发生的几率,提高手术的安全性,保护重要结构减少术后并发症的发生,可以从不同的侧面、不同的角度全方位地来观察病变的立体的结构以及和周围重要毗邻结构的关系,在术中展示与患者位置和术者视野保持一致的透明脑的导航影像。
混合现实与导航技术的有机结合
据陈凌教授介绍,混合现实神经导航还可用于在肿瘤切除术中皮瓣的设计、骨瓣的设计,可以清楚地显示比如脑肿瘤和动脉和静脉窦,以及神经纤维传导束的关系,可以为术者切除肿瘤时提供入路、皮层造瘘的位置,在颅底手术中可以明确要磨除的骨质的范围等,可以让手术医院在做术前计划时对患者的情况了解的更加全面,从而制定更加完善的手术方案。在手术过程中,通过可视化的导航系统便可做到减小头皮切口和硬脑膜的切口,有针对性地设计切口,而不是做的过大或者过小,并且通过3D全方位观察动脉瘤附近的血管解剖来选择最佳的夹闭的角度和视角以及位置。
混合显示将真实世界和虚拟世界混合在一起,来产生新的可视化环境,环境中同时包含了物理实体与虚拟信息,是医学数据呈现方式的颠覆式革命。其优点是:脱离屏幕状态下的虚拟世界与真实世界的融合,简便的交互与共享方式。如今,混合现实在医学中,正在逐步应用于外科、内科和辅助诊断科室。未来,混 合显示还可以与手术机器人技术相结合,逐渐实现手术机器人操作下的立体视觉导航功能。
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