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手术精准定位与导航(二)

传统的手术操作是根据手术前拍摄的磁共振、CT等影像,判断病灶部位、制订手术方案。其局限在于,术前影像无法在手术过程中提供实时对照和操作预警同时也容易存在肿瘤切除不全、并发症多、术后创伤大、恢复期长等问题。为了寻求创伤更小、定位精准的治疗手段, 影像引导下的微创技术已成为恶性肿瘤治疗的研究热点。而在该类微创手术中,手术导航技术得到了广泛关注。手术导航是以超声、 X 射线、 计算机断层摄影 CT) 磁共振成像 MRI) 等医学影像为数据基础,借助于计算机、精密仪器和图像处理而发展起来的一种可视化图像引导手术的技术。该技术能够将患者的医学影像数据和不透明的病灶通过定位装置联系起来直观地呈现到仪器屏幕上, 让医生实时掌握手术器械相对于病灶区域的位置和方向, 有助于提高病灶定位精度,降低手术创伤, 提高手术效率和成功率。 除此之外,手术导航设备还可以为年轻医生提供手术模拟训练,对提高手术操作技能和培养高技术手术人才具有重要意义。如今,激光定位导航、近红外荧光成像导航、光学分子影像手术导航等的技术纷纷发展起来。在这里,我们专门收集了近两年来有关“手术精准定位与导航方面的科技文献与资料并汇集成汇编提供给大家,希望对“手术精准定位与导航有兴趣的朋友和有意愿开发此类技术的朋友起到借鉴与参考作用。由于文献资料较多,我们将分五部分提供给大家。这是第二部分。

 

手术精准定位与导航(二)

 

14无创性癫痫病灶精准定位的研究进展

【作者】戴莉 张彩英 常红

【机构】 首都医科大学宣武医院神经内科

【文献出处】《局解手术学杂志》2018 第8 

【摘要】手术治疗可以去除产生癫痫发作所必需的脑组织,已成为治疗顽固性、耐药性癫痫的主要手段。术前对需要切除的癫痫病灶区和需要保留的脑功能区进行精准定位是手术成功的关键。由于脑组织结构和功能的复杂性,目前还没有单一的、特异性的检查和诊断方法可以对致痫区进行精准的鉴别和定位,因此需要使用多种无创性的方法进行综合评估和定位,包括详细的临床病史、长程视频脑电监测(LT-VEEG)、磁共振成像(MRI)和神经心理学检查等。对于没有或仅有微小MRI改变、电生理特点不明确的耐药性癫痫,术前需使用氟脱氧葡萄糖标记的正电子发射断层扫描(FDG-PET)、脑磁图和发作期单光子发射计算机断层扫描(ISPE-CT)等技术对病灶精准定位。另外,FDG-PET与三维MRI融合技术可以更好地检测局灶性皮质发育不良。这些方法对致痫区的精准定位具有互补作用,对于微小病灶的评估和确认至关重要。

 

15、神经导航精准定位微创治疗高血压性基底节区脑出血的疗效

【作者】赖挺  曾小英  

【机构】自贡市第四人民医院神经外科;自贡市第四人民医院急诊科; 

【文献出处】《中国临床研究》 2018年03期

【摘要】目的探讨神经导航辅助下经额部穿刺抽吸血肿治疗伴明显肢体活动障碍的高血压性基底节区脑出血的疗效。方法选取2014年6月至2016年12月收治的25例伴明显肢体活动障碍的高血压性基底节区脑出血患者作为研究组,在神经导航辅助下经额部穿刺抽吸血肿,选取同期的26例接受保守治疗的患者作为对照组。观察并比较两组患者肢体功能障碍的改善程度以及整体疗效。结果两组患者均无死亡情况。2周后,研究组肌力总改善率为92.00%,明显高于对照组的53.85%(χ2=9.316,P0.01);3个月后,研究组患者格拉斯哥预后评分优于对照组(Z=3.004,P0.05)。结论神经导航辅助下经额部穿刺抽吸血肿治疗伴明显肢体活动障碍的高血压性基底节区脑出血,能够改善患者的瘫痪程度,改善血肿对神经结构的损伤,临床疗效显著。

 

16、用于CX线机的微创手术定位导航系统的研制

【作者】童睿 方华磊 吴雨 谢淑君 王婧 赵胜科 何滨  

【机构】 杭州三坛医疗科技有限公司  浙江中医药大学附属第二医院

【文献出处】《中国医疗器械杂志》2018 第3

【摘要】针对传统C臂X线机无法提供微创手术的精准路径指引,该文研发了一种基于C臂X线机的手术定位导航系统,此系统可在激光线性指引下,实现微创精准定位功能,减少医患辐射暴露,提升微创外科手术操作的精细化水平。

 

17、3D导航下经皮SIJ螺钉内固定联合接骨七厘片治疗SIC损伤的临床研究

【作者】王小阵  

【机构】湖北中医药大学

【文献出处】《湖北中医药大学》 2018年硕士论文

【摘要】目的1.通过数字化测量对比分析患者健侧S1虚拟钉道参数与患侧3D导航下真实钉道参数,为临床置钉提供一种安全、可靠的指标;2.通过临床观察明确中成药接骨七厘片对3D导航下经皮螺钉内固定术后的作用。方法第一部分:依据纳入和排除标准,收集中国人民解放军武汉总医院自2015年01月至2017年07月成年单侧骶髂复合体损伤且在3D导航技术辅助下经皮骶髂关节螺钉内固定治疗的患者,获取40例术前骨盆CT扫描数据,其中男女各20例,从PACS系统中以Dicom格式导出数据,再导入Mimics计算机辅助外科软件,通过阈值分割、区域增长等功能重建骨盆三维模型。在Medcad模式中以虚拟圆柱体代替螺钉,模拟手术骶髂关节螺钉,分别从4个极限进钉点、进钉方向(以髂前上棘定位3点钟方向,髂后上棘定位9点钟方向,S1上下端分别为12点、6点钟方向)和1个最佳置钉点与方向;首先测量患者健侧S1椎弓根最狭窄处的直径,然后设置虚拟螺钉,调整好螺钉位置后测量螺钉长度、方向及最佳进钉点与髂前、髂后上棘的距离关系。第二部分:本研究组在3D导航技术辅助下经皮置入S1骶髂关节螺钉内固定治疗73例骶髂复合体损伤患者,其中男42例,女31例,年龄为20~76岁,平均39.90±10.84岁。将患者随机分成A组(40例)和B组(33例),A组为3D导航+接骨七厘片组;B组为单纯3D导航组;记录每枚螺钉置入时间、X线暴露时间、螺钉突破率及术后并发症,术后对A、B两组患者均进行VAS(Visual Analogue Scale,VAS)评分,比较术后骨折愈合时间,应用Matta放射学标准评定骨折复位质量,末次随访时采用Majeed评分标准评定骨盆功能。第三部分:收集术前行模拟置钉解剖学测量且在3D导航技术辅助下经皮置入单侧骶髂关节螺钉内固定治疗的40例患者病例资料,收集术后第1次复查CT扫描数据,同时从PACS系统中以Dicom格式导出数据,再导入Mimics计算机辅助外科软件,通过阈值分割、区域增长等功能重建骨盆与骶髂关节螺钉的三维模型;然后读出螺钉的空间坐标、计算进针方向,及进钉点与髂前、髂后上棘的距离关系。结果第一部分:通过测量发现男女性S1椎弓根最狭窄处宽度分别为:(21.11±1.97)mm、(18.19±2.46)mm;高度分别为:(25.85±1.83)mm、(23.24±2.20)mm,男女性在宽度、高度比较方面二者差异具有统计学意义(P0.05);为了方便置钉,寻找体表骨性标志,通过测量发现髂后上棘距髂前上棘、最佳置钉点的距离分别为:男性:(160.80±5.11)mm、(58.62±5.26)mm,女性:(154.38±7.80)mm、(54.35±6.03)mm,进针点距髂前、后上棘连线的垂直距离男女分别为:(10.17±1.63)mm、(4.46±3.14)mm,男女性在髂前上棘与髂后上棘、置钉点与髂前、髂后上棘连线的垂直距离比较方面,差异具有统计学意义(P0.05);男女在术前最佳置钉点的虚拟置钉头倾角、外展角分别为:男性:(8.43±1.48)°、(23.54±2.22)°,女性:(4.77±1.31)°、(18.17±1.13)°,双方在头倾角与外展角比较上二者差异具有统计学意义(P0.05);在统计过程中将3点钟和9点钟方向作为外展角,将6点钟和12点钟作为头倾角,男女性在3点、6点、9点及12点钟的角度分别为:男性:(6.98±3.93)°、(17.77±7.23)°、(27.88±8.49)°、(5.97±3.10)°;女性:(4.67±2.39)°、(20.67±5.60)°、(22.62±9.84)°、(6.10±3.02)°;男女在6点、9点比较差异有统计学意义(P0.05),在3点、12点钟角度比较差异无统计学意义(P0.05)。第二部分:A、B两组在3D导航技术辅助下共置入99枚空心骶髂关节螺钉。A组置入每枚螺钉、术中透视时间分别为(35.15±3.00)min、(1.80±2.34)s,B组每枚螺钉置入时间及术中透视时间分别为(34.70±2.92)min、(1.97±2.11)s,两组比较差异无统计学意义(P0.05);术中出血量均较少,无法计算。A组中3例术前合并腰骶干损伤经牵引仍有麻木症状者,予营养神经治疗3~6个月,均恢复至正常。1例合并骨盆前环骨折的患者行切开复位钢板内固定术后切口感染,经清创、负压封闭引流及换药处理后取出重建钛板,1个月后痊愈;A、B组螺钉突破率与螺钉退出率分别为:2.0%(1/50)、4.0%(2/50),2.5%(1/40)、2.5%(1/40),A、B两组术后复位质量根据Matta放射学评定标准优良率分别为77.5%(31/40)、78.8%(26/33),所有患者均获得7~18个月(平均10.6个月)随访,末次随访时采用Majeed评分标准评定骨盆功能,A、B两组优良率分别为:92.5%(37/40)、90.1%(30/33),两组在置钉突破率、术后螺钉退出率、复位质量及末次随访中功能评分方面比较差异无统计学意义(P0.05)。术后A组口服接骨七厘片平均骨折愈合时间为(10.11±0.74)周,B组平均骨折愈合时间为(11.57±1.56)周,二者差异具有统计学意义(P0.05)。对A、B两组术前、术后进行VAS评分,术前两组评分差异无统计学意义(P0.05),A组患者术后1d开始口服接骨七厘片,术后1d、3d两组差异有统计学意义(P0.05),术后7d、1月再行VAS评分,二者差异无统计学意义(P0.05)。第三部分:40例单侧骶髂复合体损伤患者,测的男、女性螺钉的头倾角分别为:(8.43±2.13)°、(5.10±1.67)°,外展角分别为:(22.94±2.81)°、(19.59±1.90)°,男、女性在术后头倾角与外展角比较差异均有统计学意义(P0.05)。以髂前、后上棘为骨性标志,测量置钉点距离髂后上棘及髂前后上棘连线的位置关系,通过测量发现,男、女实际置钉点距髂后上棘分别为:(59.26±3.81)mm、(55.78±3.57)mm,过该点距离髂前、后上棘的垂直距离分别为:(10.30±1.43)mm、(4.45±3.07)mm,在比较男、女性在置钉点与髂后上棘及髂前、后上棘连线垂线的关系,二者差异具有统计学意义(P0.05)。将男、女性术前最佳置钉方向、置钉点与术后置钉方向、置钉点进行比较,差异均无统计学意义(P0.05)。结论数字化解剖学测量结合3D导航技术为置入S1骶髂关节螺钉提供了置钉方向及具有骨性参考标志的置钉点,同时术后配合具有活血化瘀、接骨止痛作用的中成药接骨七厘片能够明显缓解疼痛,促进骨折愈合。但是由于钉道参数存在个体性差异,术前应该进行规划,制订个性化置钉方案,以提高置钉的安全性与精准性。

 

18、影像导航技术在鼻眼相关内镜手术中的应用

【作者】薛金梅 李元惠 张艳廷 关芳灵 段李禾 赵长青 

【机构】山西医科大学第二医院耳鼻咽喉头颈外科 山西医科大学

【文献出处】《临床耳鼻咽喉头颈外科杂志》2018 第2

【摘要】目的:总结影像导航系统辅助下进行的6例鼻眼相关内镜手术的经验,探讨影像导航技术在鼻眼内镜手术中的适应证及其应用价值。方法:采用回顾性研究方法分析6例鼻眼相关疾病患者鼻内镜手术中应用Fusion电磁波感应型导航的情况,包括鼻眼贯通异物1例,视神经减压术2例,眶尖血管瘤1例,筛额窦囊肿1例,眶内肿物活检术1例。记录每例患者导航系统的准备时间,术中定位的精准度及手术连贯性,术中及术后手术并发症的发生情况。结果:患者的导航平均准备时间仅为(8.13±1.858)min。6例患者在导航术中均能精准定位鼻窦窦口、眶纸板、颅底、视神经、颈内动脉等重要结构,术中注册误差均小于1mm。6例患者的导航手术顺利,连贯性好,不存在因术中误伤所致颅内、眶内并发症。结论:影像导航外科技术使内镜下鼻眼相关手术实现真正意义上的微创和精准。导航系统的准备时间短,注册精准度高、手术连贯性好,能够提高手术的安全性、减少手术并发症的发生。然而,其仍然是一种辅助工具,并不能代替术者的解剖知识、手术培训及临床经验。

 

19、神经导航下术中超声联合荧光素钠在脑恶性肿瘤手术中的应用

【作者】何桂录  曾小君  王海东  马宇强  刘贤生  陈保东  

【机构】深圳市第二人民医院脑科中心 

【文献出处】《中华神经创伤外科电子杂志》 2018年04期

【摘要】目的研究神经导航下术中超声联合荧光素钠在脑恶性肿瘤手术中的作用。方法回顾性分析深圳市第二人民医院脑科中心自2017年11月27日至2018年3月12日经手术治疗的运动区恶性肿瘤患者9例,所有患者术前均行弥散张量成像(DTI)数据与神经导航融合设计手术入路。术中超声实时定位脑肿瘤并静脉注射荧光素钠使脑肿瘤突显,对比神经导航、超声、荧光素钠3种技术定位肿瘤的一致性,由同一术者在电生理监测下,根据神经导航显示的肿瘤与锥体束的空间关系以及应用荧光素钠显示的肿瘤边界进行肿瘤的切除。结果术前神经导航定位肿瘤与椎体束的准确率达100%,剪开硬膜前导航定位肿瘤与超声定位肿瘤一致性达100%,打开硬膜后超声定位的肿瘤位置与荧光染色显示的肿瘤位置一致性达100%。病灶全切除8例(89%),次全切除1例(11%),术后2例患者肌力得到改善,4例患者肌力无减弱,3例患者出现一过性的肌力下降,经康复锻炼后已逐步恢复正常。结论神经导航融合DTI可以很好地定位肿瘤与锥体束间的空间关系,术中超声及荧光素钠染色可以实时定位肿瘤,提高肿瘤切除率,降低术后功能障碍发生概率。

 

20、光学影像导航系统在疑难鼻内镜手术中的应用

【作者】李涛 朱丽 刘俊秀 胡伟倪 鲁兆毅 徐驰宇 谢立峰 刘畅 

【机构】 北京大学第三医院耳鼻咽喉科 

【文献出处】《中国微创外科杂志》2018 第1

【摘要】目的探讨光学影像导航系统在疑难鼻内镜手术中的应用价值。方法 2012年10月~2016年6月我科在光学影像导航系统引导下行32例疑难鼻内镜手术。术前常规检查及鼻窦CT扫描,其中3例加行鼻窦核磁扫描,将CT及核磁影像数据输入影像导航系统进行三维重建。全麻后术中进行头部标记配准及面部轮廓注册,保证导航手术器械实际位置偏离导航影像位置≤1 mm。鼻内镜下进行手术操作,遇到需要定位的结构时,将有定位导航手术器械置于靶点,在导航显示器上进行定位。结果影像导航术前准备时间14~37 min,平均24.4 min。5例(15.6%)术中出现较明显误差(误差〉1mm),均及时发现并纠正。3例术后额部固定头颅定位架的相应部位出现皮肤局部充血,次日均恢复正常。32例手术过程顺利,无明显术中、术后并发症。术中对颅底、眶纸板、筛前动脉、视神经管、额窦、蝶窦开口等重要结构精确定位100%。7例肿瘤、4例鼻眼相关疾病、15例慢性鼻窦炎、2例鼻窦骨瘤、3例蝶窦囊肿病变清理彻底,1例脑脊液鼻漏修补成功。32例术后随访6~12个月,局部无复发。结论影像导航技术可以提高疑难复杂病例鼻内镜手术的安全性、精确性及病变清除的彻底性,尤其适用于鼻窦解剖变异、修正手术后解剖标志不清、鼻腔鼻窦肿物范围较广或伴眶、颅底侵犯者。

 

21、脑磁图联合神经导航手术治疗局灶性皮层发育不良所致额颞癫痫

【作者】郭韬 刘倩薇 武江 郭非 

【机构】河北省人民医院神经外二科  河北医科大学第二医院康复科 

【文献出处】《实用医学杂志》2018 第9

【摘要】目的探讨脑磁图(MEG)联合神经导航在局灶性皮层发育不良(FCD)所致额颞癫痫手术治疗中的临床价值。方法回顾分析44例FCD所致额颞癫痫患者的资料。患者术前行致痫灶定位及智商、记忆和语言评估;MEG检查确定语言优势半球,明确语言、体感、运动功能区位置。术中应用美国Medtronic Stealhealth S7手术导航系统引导手术切除FCD,保护神经功能。术后1年复测智商、记忆和语言检查,手术前后数据统计分析。癫痫术后随访13-44个月,依照Engel′s分级标准,判定癫痫疗效。结果 MEG能够精确定位语言、体感、运动功能区和FCD致痫灶位置。44例患者中28例患者语言优势半球为左侧,16例在右侧。术后1年言语智商与总智商提高(P〈0.05),记忆商、操作智商无明显变化(P〉0.05)。FCD患者术后恢复良好,无语言及肢体功能损伤。癫痫疗效:Engel′sⅠ级18例,Engel′sⅡ级22例;Engel′sⅢ级4例。结论 MEG联合神经导航对于FCD所致额颞癫痫患者术前语言优势半球、FCD致痫灶的定侧、定位和指导手术切除FCD,术中保护皮层功能、避免严重术后并发症,提高癫痫手术疗效具有重要价值。

 

22、计算机导航技术在邻近颅底肿瘤病变手术中的应用

【作者】刘喆 孙国文 

【机构】 南京大学医学院附属口腔医院 南京市口腔医院颌面外科

【文献出处】《口腔医学研究》2018 第4

【摘要】目的:评价计算机导航技术在邻近颅底肿瘤病变手术中的应用价值。方法:本文收集南京市口腔医院2015~2017年间15例邻近颅底肿瘤病变,其中3例腭部腺样囊性癌,3例腮腺肿瘤,2例上颌牙龈癌,2例上颌窦癌,1例腭癌,1例上颌骨粘液表皮样癌,1例左上颌骨粘液纤维瘤,1例左复发性口咽癌,1例右颞下颌关节窝及颅底骨瘤术后复发,所有病例均应用AccuNavi-A手术导航系统指导手术,明确手术进路、肿瘤切除范围及边界。术后通过病理切缘状况、神经保护、血管损伤以及肿瘤切除的完整性等情况进行评估。结果:15例肿瘤中,5例良性肿瘤在导航下完整切除,10例恶性肿瘤病例中,7例病变上界切缘全阴性,3例病变上界边缘呈阳性。结论:应用计算机导航技术能准确定位近颅底肿瘤部位及重要的血管神经结构,显著提高肿瘤切除的完整性、彻底性,降低了手术相关的各种并发症,确保手术的安全性,具有广泛的应用价值。

 

23、基于增强现实的计算机辅助微创手术导航系统

【作者】黄伟萍 韦孟宇 杜民 高钦泉

【机构】 福州大学物理与信息工程学院  福建省医疗器械与医药技术重点实验室  澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室 

【文献出处】《信息技术与网络安全》2018 第1

【摘要】计算机辅助导航技术在微创手术中扮演着越来越重要角色。针对微创手术的病灶复杂解剖位置以及内窥镜视野的局限性,设计开发了一套基于增强现实的计算机辅助微创手术导航系统。系统首先实现将术前影像重建的3D模型与患者术中视野中的真实器官组织配准重合,然后基于立体内窥镜的视觉跟踪技术来实时获取内窥镜的运动姿态,根据多自由度的变换矩阵使3D模型与真实目标实时重合,以此来定位手术内窥镜的位置,为手术推进提供增强现实的“地图”导航,提高手术操作的精准度。通过仿真实验验证,该系统具有良好的视觉导航效果。

 

24、基于光学导航的全自动肝癌消融精准机器人穿刺系统

【作者】 侯姣蛟 杨荣骞 林钦永 张哲思 谢杨洁 黄美萍 

【机构】 华南理工大学医学院 广东省人民医院放射科(广东省医学科学院)  华南理工大学 材料科学与工程学院 生物医学工程系 

【文献出处】《中国医疗器械杂志》2018 第1

【摘要】该文介绍了一种基于光学导航的全自动肝癌消融精准机器人穿刺系统。系统利用自发研制的近红外光学导航仪进行术前计划模拟,术中近红外摄像头动态追踪穿刺针相对病人解剖结构的当前位置,引导机器人进行三维空间准确定位并手术。

 

25、计算机辅助导航技术在颌面部大量异物摘除术中的应用及策略

【作者】李智  杨婵媛  杨荣涛  何三纲  杨学文  李祖兵  

【机构】武汉大学口腔医院口腔颌面创伤与整形外科 

【文献出处】《第十四次中国口腔颌面外科学术会议论文汇编》2018年

【摘要】研究目的:探讨计算机辅助导航技术应用于颌面部大量异物摘除术中的手术方案及策略。研究方法:患者,女,13岁,被射钉枪击中颌面部,遗留24颗钢珠无法取出。经CT检查,钢珠分散于左侧颌面部的软硬组织内。其中,左侧颊部软组织内7颗,颏部及颌下软组织内4颗,唇部前庭沟软组织内3颗,下颌下缘软组织内3颗,上颌牙槽区1颗,下颌口底区2颗,下颌骨内3颗,颈部1颗。根据患者病情,拟定了"精准化"与"微创化"手术方案,即:使用计算机导航精确定位异物,采用局部小切口入路微创摘除异物。与此同时,为避免术中异物的遗漏,制定了"分区进行,由易到难"的异物摘除策略。研究结果:应用计算机辅助导航技术及相应的策略,成功取出了该患者颌面部所有钢珠异物,避免了二次创伤而造成的面部疤痕和神经血管损伤。研究结论:计算机辅助导航技术有助于颌面部异物的"精准化"与"微创化"摘除,减少了二次创伤;"分区进行,由易到难"的策略适用于颌面部大量异物的摘除。