混合|佳品有约 |研发头戴式混合现实导航等技术助力基层神外实现精准手术 - 陈晓雷许百男
佳品有约
解放军总医院神外医学部主办 第19期
【混合|佳品有约 |研发头戴式混合现实导航等技术助力基层神外实现精准手术 - 陈晓雷许百男】
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解放军总医院陈晓雷：头戴式混合现实导航等技术研发进展
许百男教授在09年2月带领我们团队在全国推广精准神经外科的理念 。 但至今仍有很多人有误解 ， 认为这需要大量资金投入和高端技术设备 ， 其实不然 。 所以我们才面对广大基层神外的需求 ， 开发一些低成本的技术和设备 ， 包括大家比较关注的增强现实导航、混合现实导航等 。 我觉得精准神经外科的实施 ， 用高科技辅助神外手术 ， 关键不在资金和技术 ， 而是在术者的观念上 。 比如 ， 我们开发了混合现实头盔 ， 带上头盔 ， 再手持一个导航工具 ， 就可以做到简单的定位和导航工作了 。
这个设备能够帮助临床做什么？第一 ， 标准的导航设备造价比较昂贵；第二导航设备比较笨重 ， 以光学导航为例 ， 需要摄像头、主机等 ， 在一些床边操作时不太方便 。 头戴式设备相当于导航跟着人走 ， 可以很方便和快捷地进行操作 。 另外我们的硬件和软件成本在标准导航产品的十分之一左右 。 至于导航效果 ， 我们经过计算 ， 平均误差在3-5mm ， 而专业导航设备的平均误差是1-2mm 。 因此 ， 头戴式的简易导航设备可以满足一些床边穿刺类、浅部病变体表定位、血肿定位、大型肿瘤活检等对定位精度没有那么高的手术 。
精准神经外科这一理念 ， 可以基于多种技术平台 。 不是只有术中磁共振配合导航 ， 才是精准神经外科 。 比如应对基层医院需求 ， 我们还开发了使用手机摄像头的增强现实定位方法 ， 这也是在践行精准神经外科理念 。
混合现实导航的工作流程 ， 是通过前期开源软件的处理 ， 将病变和重要结构做三维重建 ， 上传到云端 ， 打开混合现实导航设备之后 ， 再从云端下载 ， 形成全息模型 。 通过注册 ， 再和患者的头部叠加 ， 从而达到导航的效果 。 我们这套软件开发时 ， 还有一个愿景 ， 就是全流程能够让神经外科医生独立完成 ， 而不要依赖专业技术人员 ， 这也能方便基层医院神外同行开展工作 。
目前 ， 这个技术还需要在头皮粘贴五个以上的标记物 ， 然后再逐个注册这些标记物 。 目前正在开发免标记物注册的技术 ， 已经实现了 ， 但目前还不是稳定的版本 。 我们开发的手持定位装置可以3D打印 。 目前 ， 这套设备还属于研究开发阶段的工程样品 ， 产品转化的工作还在进行中 。
手机简易定位上 ， 目前基于3D slicer的应用已经开发得很成熟了 ， 最重要的不是一两个软件 ， 而是整个工作流程很成熟了 。 尤其这两三年 ， 我们看到这个技术和流程 ， 已经在全国很多基层医院使用 ， 这也很令人鼓舞 。
解放军总医院许百男：精准神外技术平台可以因地制宜发展
多模态导航技术包括各种技术 ， 甚至包括手机简易定位 ， 目的都帮助定位和手术操作 。 不管是简易的还是依赖庞大设备的定位 ， 都是有胜于无 。 未来神经外科发展 ， 不要拒绝任何更新的技术和知识 ， 要不断学习 。
我们提倡的精准神经外科理念尤其是精准神经外科技术平台 ， 并不一定非要投入大量高端设备 ， 比如基层医院因地制宜用手机和3Dslicer软件也可以实现定位 ， 同样也可以准确地定位病变 ， 助力广大同行的临床工作 。
示范案例
低成本简易增强现实和头戴式混合现实导航
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