清華新聞網(wǎng)1月29日電 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展很大程度依賴(lài)于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的進(jìn)步。神經(jīng)外科醫(yī)生看著腦部計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)（CT）或磁共振掃描儀（MRI）膠片，憑借豐富經(jīng)驗(yàn)就進(jìn)入手術(shù)室的年代正在遠(yuǎn)去。近十多年來(lái)，多模態(tài)影像融合技術(shù)已經(jīng)日臻完善。在手術(shù)之前，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件將患者頭部的CT、磁共振、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描成像（PET）等多種影像融合，并通過(guò)3D重建出來(lái)，可以讓醫(yī)生充分了解病變信息，制定更加優(yōu)化的手術(shù)策略。這些技術(shù)在清華大學(xué)玉泉醫(yī)院（清華大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院）神經(jīng)外科三病區(qū)得到充分應(yīng)用。
能否把計(jì)算機(jī)3D重建的虛擬圖像，映射到患者的頭部？近幾年提出的這一新需求，將更直觀(guān)地讓醫(yī)生“看”到腦部的各個(gè)結(jié)構(gòu)層次。早在三年前，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了諸多小型便于移動(dòng)的投影儀，使用起來(lái)很方便。利用這種便攜式投影儀，就可以把計(jì)算機(jī)上顯示的圖像投射到患者的頭部。不過(guò)操作起來(lái)并不方便，醫(yī)生需要不斷調(diào)整距離和角度，才能讓圖像和患者實(shí)際的頭部重合，而且也有一定的誤差，使得臨床應(yīng)用受到了限制。
2022年底，神經(jīng)外科三病區(qū)在一臺(tái)普通開(kāi)顱手術(shù)中應(yīng)用智能視覺(jué)識(shí)別技術(shù)來(lái)優(yōu)化手術(shù)方案
為此，清華大學(xué)玉泉醫(yī)院神經(jīng)外科三病區(qū)和清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系以及社會(huì)力量共同合作，開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)——將攝像頭和投影儀整合在一起，通過(guò)軟件控制讓虛擬和現(xiàn)實(shí)實(shí)時(shí)融為一體。醫(yī)生需先在軟件里進(jìn)行影像的融合與3D重建，并設(shè)計(jì)好手術(shù)路徑。在手術(shù)前，對(duì)患者的頭部進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，攝像頭采集信息，在計(jì)算機(jī)內(nèi)生成一個(gè)3D的表面輪廓，然后和事先通過(guò)影像重建的模型自動(dòng)進(jìn)行匹配，就可以在患者頭部表面精準(zhǔn)地投射出重建的模型。根據(jù)需要，醫(yī)生可以直觀(guān)地看到想看的結(jié)構(gòu)，例如顱骨、血管、病變等等，可對(duì)手術(shù)路徑做進(jìn)一步的改良與優(yōu)化。
這種解決方案對(duì)現(xiàn)有條件要求不高，硬件也小巧且便攜，很容易普及。早在2019年，剛剛提出虛擬與現(xiàn)實(shí)融合的需求時(shí)，神經(jīng)外科三病區(qū)就同時(shí)在研發(fā)更高一級(jí)的應(yīng)用場(chǎng)景，將這種智能視覺(jué)識(shí)別技術(shù)和導(dǎo)航或者神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人結(jié)合起來(lái)，將會(huì)更加方便地輔助醫(yī)生改進(jìn)手術(shù)方案，也會(huì)讓手術(shù)變得更加安全、創(chuàng)傷更小。目前，工程樣機(jī)已經(jīng)完成，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，特別是對(duì)于微創(chuàng)手術(shù)，大大提高了其安全性和高效性，此技術(shù)即將開(kāi)展臨床應(yīng)用。
供稿：清華大學(xué)玉泉醫(yī)院
編輯：覃霞
審核：曲田
