计算机辅助导航在颅脑手术中的应用(1)
一.背景
计算机辅助导航系统的出现是经典立体定向技术, 计算机医疗影像学技术和人工智能技术结合的产物。80年代初期以来, 随着医学影像学特别是CT和MRI的进一步发展，使得医生可以在术前进行周密的手术计划，但仍无法将术前检查的影像资料直接应用于手术中。同时手术过程变得日益复杂，外科医生及患者都迫切希望找到一种新的办法来提高手术的安全性，减少术后并发症。微侵袭概念的提出对手术的精确性与准确性提出了更高的要求。以上这些需求促进了一种迅捷、灵活、可靠、精确的立体定向技术 - 计算机辅助导航系统 - 的诞生。
二.发展历史
现代脑立体定向技术的研究始于1906年, 当时英国伦敦皇家医院的Dr. Clarke和Dr. Horsley利用自行研制的脑三维定向仪成功地进行了动物的脑定向手术。此后该项技术不断发展, 尤其在本世纪70年代中期以后, 由于计算机断层扫描技术(CT)及磁共振成像(MRI)技术的引入, 使立体定向技术的精确性大大提高, 并广泛应用于功能神经外科领域。但由于其操作复杂繁琐, 病人要承受额外的痛苦, 所以始终不能在常规的神经外科手术中得以推广。
, 百拇医药
1986年, 美国Stanford医学院的Dr. Roberts最早将导航系统应用于临床。此后十余年间，该项技术不断得到改良, 进入90年代以后，随着计算机水平的提高和红外追踪定位技术及人工智能技术的引入, 使导航系统趋于成熟, 成为一种智能化的手术辅助系统，并在欧美各国广泛应用于临床工作， 满足了一系列神经外科医生迫切需要解决的问题, 包括术前虚拟手术规划, 术中病灶精细定位, 遥控操作等等。
在国内，迄今为止已经有北京天坛医院、上海华山医院、天津环湖医院、广州中山医院、山东省立医院等一些著名的神经外科中心相继从国外引进此类导航系统，并应用于临床工作, 都取得了较好的治疗效果。同时，我国一些科研机构也正在自行开发研制国产的导航系统。
三.分类及设备
1. 分类
计算机辅助导航系统是立体定向技术和计算机影像学技术相结合的产物。早期的立体定向手术需要一个固定在颅骨或脊柱上的框架来引导手术器械进行定位操作，因此称为“有框架”立体定向手术。随着计算机科学和医学影像技术的发展产生了现代的“无框架”导航系统，它主要依靠一套动态捕捉分析系统来实时定位探针或手术器械，使得医生得以摆脱框架的约束，使手术变得简便易行。
, http://www.100md.com
按照导航系统的工作方式可以将其分为三种类型：
1)被动导航系统：它只是在医生的操作下实时的向操作者反馈探针或手术器械的位置；
2)主动导航系统：又称为机器人导航系统，它可以按照术前的计划自动完成某些手术操作；
3)半自动导航系统：它引导医生在术前制定的手术范围内施行手术，一旦手术超出允许范围，它会提醒医生或停止操作。如瑞典Elekta公司制造的Surgiscope导航系统。
2.设备
主要包括
1)中央控制单元：一般是一台高性能计算机工作站；
2)红外线照相机；
3)头颅参考环及固定支架；
4)装备有红外发射装置的探针，或者是同样装备有红外发射装置用来固定手术器械的适配器。
其它设备主要包括一些附件如设备之间的连接线及输入输出设备如MO、磁带机、光驱、网络连接线、摄像头、打印机、刻录机等。, http://www.100md.com(王德江)
计算机辅助导航系统的出现是经典立体定向技术, 计算机医疗影像学技术和人工智能技术结合的产物。80年代初期以来, 随着医学影像学特别是CT和MRI的进一步发展，使得医生可以在术前进行周密的手术计划，但仍无法将术前检查的影像资料直接应用于手术中。同时手术过程变得日益复杂，外科医生及患者都迫切希望找到一种新的办法来提高手术的安全性，减少术后并发症。微侵袭概念的提出对手术的精确性与准确性提出了更高的要求。以上这些需求促进了一种迅捷、灵活、可靠、精确的立体定向技术 - 计算机辅助导航系统 - 的诞生。
二.发展历史
现代脑立体定向技术的研究始于1906年, 当时英国伦敦皇家医院的Dr. Clarke和Dr. Horsley利用自行研制的脑三维定向仪成功地进行了动物的脑定向手术。此后该项技术不断发展, 尤其在本世纪70年代中期以后, 由于计算机断层扫描技术(CT)及磁共振成像(MRI)技术的引入, 使立体定向技术的精确性大大提高, 并广泛应用于功能神经外科领域。但由于其操作复杂繁琐, 病人要承受额外的痛苦, 所以始终不能在常规的神经外科手术中得以推广。
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1986年, 美国Stanford医学院的Dr. Roberts最早将导航系统应用于临床。此后十余年间，该项技术不断得到改良, 进入90年代以后，随着计算机水平的提高和红外追踪定位技术及人工智能技术的引入, 使导航系统趋于成熟, 成为一种智能化的手术辅助系统，并在欧美各国广泛应用于临床工作， 满足了一系列神经外科医生迫切需要解决的问题, 包括术前虚拟手术规划, 术中病灶精细定位, 遥控操作等等。
在国内，迄今为止已经有北京天坛医院、上海华山医院、天津环湖医院、广州中山医院、山东省立医院等一些著名的神经外科中心相继从国外引进此类导航系统，并应用于临床工作, 都取得了较好的治疗效果。同时，我国一些科研机构也正在自行开发研制国产的导航系统。
三.分类及设备
1. 分类
计算机辅助导航系统是立体定向技术和计算机影像学技术相结合的产物。早期的立体定向手术需要一个固定在颅骨或脊柱上的框架来引导手术器械进行定位操作，因此称为“有框架”立体定向手术。随着计算机科学和医学影像技术的发展产生了现代的“无框架”导航系统，它主要依靠一套动态捕捉分析系统来实时定位探针或手术器械，使得医生得以摆脱框架的约束，使手术变得简便易行。
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按照导航系统的工作方式可以将其分为三种类型：
1)被动导航系统：它只是在医生的操作下实时的向操作者反馈探针或手术器械的位置；
2)主动导航系统：又称为机器人导航系统，它可以按照术前的计划自动完成某些手术操作；
3)半自动导航系统：它引导医生在术前制定的手术范围内施行手术，一旦手术超出允许范围，它会提醒医生或停止操作。如瑞典Elekta公司制造的Surgiscope导航系统。
2.设备
主要包括
1)中央控制单元：一般是一台高性能计算机工作站；
2)红外线照相机；
3)头颅参考环及固定支架；
4)装备有红外发射装置的探针，或者是同样装备有红外发射装置用来固定手术器械的适配器。
其它设备主要包括一些附件如设备之间的连接线及输入输出设备如MO、磁带机、光驱、网络连接线、摄像头、打印机、刻录机等。, http://www.100md.com(王德江)