手术导航系统及其在骨科中的应用

导航技术被广泛应用于交通、探险、军事、勘探等许多领域。随着计算机技术的不断发展 ,特别是计算机图形技术的飞速进展 ,出现了计算机辅助外科 (computerassistedsurgery ,CAS)这一崭新领域。由于计算机辅助外科是将空间三维立体导航技术、计算机图像处理及三维可视化技术与临床手术结合起来 ,又被称作计算机辅助导航外科。简单地说导航技术可以利用信号传输和接收发射器的位置 ,通过计算机计算出各位置点的数据 ,得出所需的各种曲线和角度 ,使无形的和虚拟的人体各种参数转变成直接的和动画的图像 ,1986年美国的Roberts率先在神经外科应…     

计算机辅助导航系统及其骨科应用

计算机辅助导航系统(Computer Assisted Navigationsystem,CANS)将空间立体导航技术、计算机图像处理及可视化技术与临床手术结合起来,利用计算机计算出信号传输和接收发射器位置点的数据,得出所需的各种曲线和角度,使无形、虚拟的人体参数转变成直接的动画图像.     

立体定向影像系统在脊柱外科中的应用进展

无框架立体定向影像系统使外科医生在手术中可以将病人的解剖结构及位置与计算机影像相对应，在外科手术中起导航作用。目前在颈椎中的应用包括辅助放置C2～C1经关节镙钉以避免损伤椎动脉、经口切除齿突、枢椎下颈椎椎弓根镙钉的放置及前路颈椎体切除术等非常精细的手术操作。虽然脊柱影像导航技术尚处于起步阶段，但其发展前景是很广阔的。     

计算机3D导航技术在脊柱肿瘤外科治疗中的应用

脊柱肿瘤外科治疗在过去几十年经历了诸多科技变革,包括手术方式、内植入物、生物制剂及计算机辅助下导航技术应用等,特别是实时影像引导和3D影像重建为脊柱肿瘤精准定位和切除提供了理论与技术支撑。术中计算机辅助导航技术已被广泛应用于脊柱疾病的外科治疗中,如椎弓根螺钉置入、骨盆骨折固定等,并取得较好的疗效。导航技术平台的应用也极大提高了脊柱肿瘤微创治疗和精准切除效果,同时降低了术中辐射暴露损伤。本文综述了计算机辅助导航技术在脊柱肿瘤手术切除中的有效性、安全性及发展前景。     

应注意计算机导航手术存在的误差

随着计算机技术和精密机械自动控制技术的日益成熟,医学影像设备质量的不断提高,结合了计算机医学图像处理及三维可视化、三维定位导航系统、临床手术,使得计算机辅助外科手术（computer assisted surgery,CAS）系统成为目前骨科临床手术关注的热点,尤其是关节置换手术中,计算机辅助的导航手术更是受到了广泛关注。导航手术受到关注的主要原因之一是其定位截骨的精确性。在导航辅助的膝关节置换中,其冠状位下肢力线误差小于1°,而传统的手术方法误差则大于3°。     

导航技术在骶髂关节螺钉置入中的应用

计算机辅助导航技术在创伤骨科手术中具有明显的优势,尤其是在置入骶髂关节螺钉方面,最大的特点在于克服了传统X线透视、CT扫描下置钉风险高、手术时间长及X线暴露时间久的弊端,运用计算机导航技术能够实时监测导针在S1椎体的位置,使手术视野可视化,从而降低了神经、血管的损伤,提高了置钉准确率。该文通过作者复习相关文献结合临床经验,就每一代导航技术下置钉的优缺点及今后的发展方向作一综述。     

计算机辅助的虚拟透视技术及其在骨科临床上的应用

随着计算机技术的迅速发展及可视化技术的飞速进步,各种影像资料被直接应用于临床治疗过程中,出现了计算机辅助手术（computer assisted surgery,CAS,也称为影像导航手术）这一崭新的领域。CAS是一种基于计算机对大量数据信息的高速处理及控制能力,通过虚拟手术环境为外科医师的技术提供支援,使手术更安全、更准确的一门新技术。CAS在骨科手术中的具体应用称为计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopedic surgery,CAOS）,也称骨科导航手术。它综合了当今医学领域的先进设备,利用CT、MRI、正电子发射断层摄影术（PET）、数字减影血管造影（DSA）等的图像信息,并结合立体定位系统,对人体肌肉骨骼解剖结构进行显示和定位,在骨科手术中利用计算机和医用机器人进行手术干预。     

微侵袭外科的重要组成——手术导航系统

影像导航是微侵袭外科的重要组成部分,是一种计算机辅助的手术系统.本文介绍了手术导航的基本原理和重要组成部分以及应用于导航的不同种类的手术器械.同时对于导航在各类临床手术中的应用做出了分类说明.     

骨科计算机导航技术学术研讨会会议纪要

由《中华医学杂志》主办、北京军区总医院骨科承办的骨科计算机导航技术学术研讨会于2007年3月31日在北京军区总医院如期举行。本次研讨会邀请了来自全国各地的在计算机导航技术方面具有丰富经验的骨科专家、国内相关科学领域、工程技术领域的专家，就计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopaedic surgery，CAOS）在骨科应用中的必要性和重要性、临床应用中存在的问题、手术的适应证及手术操作规范等多方面进行了深入的讨论及广泛的学术交流。本次研讨会主要采用专题演讲和讨论形式进行交流，会议未设中心发言，以使所有的与会代表都有机会平等地发表见解。     

计算机导航辅助下经关节突寰枢关节螺钉治疗齿状突骨折的临床研究

目的 通过比较计算机导航辅助下寰枢关节螺钉置钉方法(导航组)与传统C臂透视指导下寰枢关节螺钉置钉方法（传统组）的临床疗效,评估计算机导航辅助技术在经关节突寰枢关节螺钉治疗齿状突骨折中的临床应用价值。方法 对28例经关节突寰枢关节螺钉后路寰枢融合治疗齿状突骨折患者进行回顾性分析,其中导航组13例,传统组15例,比较两组患者手术时间、透视时间、出血量及术后并发症等情况,术后影像学检查评估两组患者螺钉植入的准确性。结果 28例患者共放置寰枢关节螺钉55枚。平均手术时间导航组154.9min,传统组182.2min,两组差异有统计学意义（P＜0.01),平均透视时间导航组（41.3s）显著少于传统组(64.3s)（P＜0.01)。术后影像学检查显示导航组螺钉位置均满意,传统组中6枚螺钉位置不满意。结论 计算机导航辅助下置入寰枢关节螺钉可以提高手术的安全性和准确性,减少患者和术者射线暴露,缩短手术时间,是治疗齿状突骨折的有效方法。     

小儿心脏病虚拟手术训练系统构建

虚拟手术系统是虚拟现实技术在医学领域的重要应用,介绍国内外部分虚拟手术系统及其在医学教学、手术导航、手术训练、远程手术等领域的应用。研究基于Web的一体化小儿心脏病虚拟手术训练系统建设,结果证明虚拟手术系统达到初步设计目标,对医生提升临床手术技能、指导手术都有积极意义。     

Positive end-expiratory pressure depressed cardiovascular autonomic nervous system activity in acute brain damaged rabbits under general anesthesia

Artificial ventilation with positive end-expiratory pressure (PEEP) is commonly applied for brain damaged patients. However, the effect of the ventilation on brain function, including cardiovascular autonomic nervous system (CANS) activity, is not well elucidated. In order to investigate the effect of 5 cmH2O PEEP on CANS activity in brain damaged rabbits under general anesthesia, we produced acute brain damage by intracranial balloon inflation. Measurements were made before (control) and after application of PEEP, and after inflation with incremental volume of the balloon. Power spectral analyses of heart rate variability (HRV) and systolic arterial pressure variability (SAPV) were used for the assessment of CANS activity. Spectral powers in the low-frequency range of 0.04 to 0.40 Hz (LF) and high-frequency range of 0.75 to 1.40 Hz (HF) were computed, and their ratio LF/HF was assessed as the neural balance of CANS. The animals in group P were ventilated with 5 cmH2O PEEP, while those in group Z were ventilated with zero end-expiratory pressure. Colored microsphere counting was used for the assessment of brain circulation. In the results, PEEP had no effect on HRV and SAPV parameters before induction of brain damage. After inflation with incremental volume of the balloon, log (HF) and log (LF) in group P were lower than in group Z in HRV analysis, and log (LF) in group P was lower than in group Z in SAPV analysis. Microsphere counting revealed that brain blood flow was reduced during the progression of brain damage and showed a significant difference after application of PEEP between the groups. We concluded that 5 cmH2O PEEP depressed CANS activity during the progression of brain damage in rabbits and that this was partly due to aggravated brain function induced by PEEP.     

可穿戴设备在乳腺癌前哨淋巴结活检中的应用

目的探讨可穿戴式手术导航系统在乳腺癌前哨淋巴结活检中的应用效果。方法选取40 例临床早期乳腺癌患者随机分为Google 组和明德组两组,接受吲哚菁绿作为淋巴示踪剂后分别使用可穿戴式手术导航系统和明德系统进行检测。两组患者均进行常规前哨淋巴结活检手术。结果①在Google 组中,平均完成活检需要的时间相比于明德组所需时间更短,差异有统计学意义（p <0.05);②Google 组前哨淋巴结检出率、准确率和灵敏度均与明德组相当,差异无统计学意义（p >0.05）;③在检出前哨淋巴结（SLN）数量上Google 组低于明德组,差异有统计学意义（p <0.05）。结论基于Google 眼镜的可穿戴式手术导航系统具有便携、实时及准确的特点,其检验的检出率、准确性和敏感性等方面效果并不亚于目前正在应用的明德系统,而且在提高手术效率、缩短手术时间等方面有更好的效果。     

SpineNav-01手术导航系统辅助脊柱椎弓根螺钉置入的临床研究

 目的  比较计算机手术导航系统SpineNav-01辅助手术与传统X线透视辅助手术在辅助胸、腰骶椎椎弓根螺钉置入手术中的准确性和安全性,评价该手术导航系统在临床应用中的效果。 方法 纳入33例接受椎弓根螺钉内固定手术的患者,收集临床及影像学资料。按辅助手术方式的不同分成两组:传统组,螺钉置入在X线透视辅助下完成;导航组,螺钉置入在基于术前三维CT数据的手术导航系统辅助下完成。术后三维CT评价两组螺钉的位置情况,比较两组螺钉置入的准确性和安全性,记录每枚螺钉置入时间、置钉相关并发症,导航组另记录注册时间。结果 两组间年龄、性别以及螺钉节段分布情况差异无统计学意义。传统组共置入108枚螺钉,其中胸椎22枚,腰、骶椎86枚,准确率为73.1% (79/108),安全率为96.3% (104/108),出现神经相关并发症2例,1例接受翻修手术;导航组共置入108枚螺钉,其中胸椎30枚,腰、骶椎78枚,准确率为87.0% (94/108),安全率为100% (108/108),出现神经相关并发症1例。两组间螺钉置入准确率及安全率比较,差异有统计学意义 (P<0.05),导航组螺钉置入准确性及安全性优于传统组。传统组每枚螺钉置入时间为2～5 min,平均3.2 min;导航组每枚螺钉置入时间为1～4 min,平均2.2 min;导航组共注册25次,每次注册时间3～9 min,平均4.8 min。 结论 基于术前三维CT数据的SpineNav-01手术导航系统能显著提高胸、腰椎椎弓根螺钉置钉的准确性和安全性。     

iMRI导航在功能区胶质瘤手术中的应用

目的:比较术中磁共振(intraoperative magnetic resonance imaging,iMRI)导航与常规手术方式对功能区胶质瘤切除的临床疗效。方法:收集2012年12月至2013年7月郑州大学第一附属医院行iMRI导航下功能区胶质瘤切除手术56例及常规功能区胶质瘤切除术60例,对两组切除程度及预后进行比较。结果:iMRI导航组全切除率为75.0%,常规手术组为45.0%,两组差异具有统计学意义(P<0.05)。iMRI导航组预后良好率为92.9%,常规手术组68.3%,两组差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:iMRI导航可明显提高功能区胶质瘤患者手术全切率,改善肿瘤的预后。     

三维导航引导下骨水泥椎体强化椎弓根钉在骨质疏松患者中的应用研究

目的探讨骨质疏松患者应用三维导航引导行骨水泥椎体强化椎弓根钉后椎体固定的临床效果。方法共51例骨质疏松患者,实验组28例于三维导航引导下应用骨水泥行椎弓根钉的椎体强化;对照组23例,术中C型臂X光机监视下应用骨水泥行椎弓根钉的椎体强化。术后2周内复查X线片比较,观察两组患者内固定物有无松动、骨水泥有无渗漏。结果术后所有患者腰痛及下肢神经压迫症状均明显缓解。术后复查X线片实验组均未发现椎弓根螺钉的松动、脱出或骨水泥周围渗漏,仅1例静脉渗漏;对照组患者发现1例螺钉松动,5例骨水泥渗漏;差别有统计学意义。结论三维导航引导下对骨质疏松患者行骨水泥椎体强化椎弓根钉固定,可防止椎弓根钉的松动、脱落,并确保无骨水泥渗漏,是一种理想的脊柱手术方法。     

影像导航引导经鼻内镜在鼻颅底肿瘤切除中的应用

目的：探讨在影像导航的引导下经鼻内镜技术应用于鼻颅底肿瘤的切除中的临床价值。方法方便选择的研究对象为在2008年10月—2014年10月期间,该院收治的50例鼻颅底肿瘤患者,均行鼻内镜手术治疗,其中20例患者在影像导航的引导下进行手术,将其作为研究组;另外30例患者行单纯的鼻内镜手术,作为对照组,比较两组患者的手术时间﹑住院时间﹑术中出血量及术后并发症等指标。结果在手术时间﹑住院时间﹑术中出血量指标上,研究组分别为(168.5±20.3)min﹑(8.25±3.5)d﹑(120.5±11.3)mL,对照组分别为(170.6±20.6)min﹑(9.5±5.3)d﹑(123.5±10.6)mL,两组患者差异无统计学意义(P>0.05);在脑脊液鼻漏及眼部肿胀的发生率上,研究组患者的发生率分别为5.0%﹑10.0%,均明显低于对照组的10.0%﹑20.0%,经统计学分析后,差异有统计学意义(P<0.05),在内分泌功能紊乱及术后复发上,两组患者差异无统计学意义(P>0.05)。结论在影像导航的引导下经鼻内镜进行鼻颅底肿瘤的切除,有着定位精确﹑术中创伤小的优势,从而可以避免并发症的出现,有着重要的临床参考意义。     

上胸椎骨折脱位的手术治疗进展

上胸椎是指第1胸椎至第4胸椎（T1~4）,该段胸椎椎管相对较小,外伤性骨折脱位容易造成脊髓压迫,引起严重的临床症状,常需手术治疗。手术入路主要以前路手术、后路手术为主,但因其周围解剖结构复杂,手术显露困难。近年来随着计算机导航系统和生物力学研究的进展,对上胸椎骨折脱位的认识也不断深入,在其手术质量方面临床上出现了一些新理论及新技术。该文将对近年来上胸椎骨折脱位手术治疗的进展进行综述,旨在为上胸椎骨折脱位的治疗提供依据。     

电磁影像导航在鼻内镜手术中的应用

目的 探讨电磁影像导航在鼻内镜外科手术中的应用。方法 回顾分析16例慢性鼻窦炎手术患者,所有病例在美国InstaTrak ENTrak 3000电磁影像导航系统及国产鼻内镜下实施手术。结果 电磁影像导航术前准备时间平均为10min。平均误差为1mm,16例患者全部手术顺利完成,无1例手术并发症出现。结论 与光学导航相比,电磁导航更为简单方便。无光信号阻挡,戴定位头架可实现自动注册,电磁影像导航下鼻内镜手术具有显著的优越性,值得临床推广。     

神经导航引导脑瘤手术临床分析

目的：研究和探讨神经导航引导在脑肿瘤手术中的应用价值。方法：对我院2010年3月至2012年3月应用神经导航引导显微手术切除实施的16例脑瘤手术临床资料进行回顾性分析。结果：本组16例手术中，有14例为全切，有2例为次全切，平均注册误差为（1．87±O．5）mm，术后有2例发生短暂中枢性高热，在经过治疗后均取得转外，其他所有患者术后恢复情况均较好，未出现严重并发症及死亡病例。结论：采取神经导航引导实施神经外科手术有可以时时观察切除范围、手术入路设计科学、定位准确、手术精度高、创伤小等诸多优势，采取神经导航引导脑肿瘤可以有效提高全切率，并能够有效降低并发症的发生。