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研究人员设计了计算机化的过程,使微创手术更

发布时间:2019-07-23 13:23:39

研究人员设计了计算机化的过程,使微创手术更加准确 2014年3月28日 约翰霍普金斯大学的研究人员设计了一种计算机化的过程,可以使用手术室常见的设备使微创手术更加准确和简化。

  研究人员设计了计算机化的过程,使微创手术更加准确 2014年3月28日 约翰霍普金斯大学的研究人员设计了一种计算机化的过程,可以使用手术室常见的设备使微创手术更加准确和简化。 在最近发表在“医学与生物学物理学”杂志上的一份报告中,研究人员表示,该算法的初步测试表明,他们的基于图像的制导系统可能优于传统的跟踪系统,后者在过去十年中一直是手术导航的主要支柱。 “在手术室中成像为患者安全和高精度手术引导打开了新的可能性”。约翰斯·霍普金斯大学医学院生物医学工程教授杰弗里·谢弗森博士说。 “在这项工作中,我们设计了一种可以克服传统精度和工作流程障碍的成像方法。我们没有在已经繁忙的手术场景中添加复杂的跟踪系统和特殊标记,而是实现了一种方法,其中成像系统是跟踪器,患者是标记。 Siewerdsen解释说,目前最先进的手术导航涉及一个通常很麻烦的过程,其中某人 - 通常是外科技术人员,居民或同伴 - 手动将患者身体上的点与术前CT图像中的点匹配。该过程称为配准,使计算机能够将患者的图像定向在手术室的几何形状内。 “注册过程可能容易出错,需要多次手动尝试以实现高精度并且在操作过程中趋于降低”。 Siewerdsen说。 Siewerdsen的团队使用移动式C臂,已经是许多手术中使用的一种设备,以开发替代品。他们怀疑可以设计一种快速,准确的配准算法,使二维X射线图像与三维术前CT扫描相匹配,这种方式可以自动进行并在整个手术过程中保持最新状态。 从他们之前开发的数学算法开始,以帮助外科医生在脊柱手术期间定位特定的椎骨,该团队将该方法应用于手术导航的任务。当他们在尸体上测试该方法时,他们发现精确度高于2毫米并且始终优于传统手术跟踪器,其在手术设置中具有2至4毫米的准确度。 “当我们发现可以从患者的一个或两个X射线图像中提取多少几何信息时,突破就来了”。阿里乌内里说,他是约翰霍普金斯大学惠廷工程学院计算机科学系的研究生。 “从单帧开始,我们实现了超过3毫米的精度,并且通过小角度分离获得了两个帧,我们可以比传统的跟踪器更准确地提供手术导航。” 相关故事机器人提高脊柱手术的安全性和效率阿尔茨海默氏症可能通过受污染的神经外科手术传播数百万英国人呼吸有毒空气前往全科医生 该团队研究了两幅图像之间的角度有多小,而不会影响精度,发现只需15度即可提供超过2毫米的精度。 Uneri说,该系统的另一个优点是可以在极低辐射剂量下采集两个X射线图像 - 远低于视觉清晰图像所需的图像,但足以使算法提取准确的几何信息。 该团队正在将该方法转化为适合临床研究的系统。虽然该系统可能用于各种手术,但Siewerdsen预计它在微创手术中最有用,例如脊柱和颅内神经外科手术。 约翰霍普金斯大学医学院整形外科和生物医学工程副教授Jay Jay Khanna博士评估了该系统首次应用于脊柱外科手术。 “准确的手术导航对于高质量的微创手术是必不可少的”。他说。但是传统的导航系统可能存在主要的成本障碍和工作流程的瓶颈。该系统可以使用已经在OR中的简单系统提供准确的导航,并且在引擎盖下具有复杂的配准算法。 约翰斯·霍普金斯大学医学院神经外科教授Ziya Gokaslan博士领导着翻译研究团队。 “我们已经看到术中成像如何用于增强工作流程并改善患者安全性”。他说。 “将这些方法扩展到手术导航的任务是非常有希望的,并且它可以为更广泛的外科手术提供高精度指导,而不是以前可用的。” 资料来源:约翰霍普金斯医学