度若飞颅脑激光快速定位系统
联络人:刘旺宏
精准定位是颅脑手术的基本要求,因为颅脑属于实质性脏器,不像胸腹腔病变那样,打开后在体内翻找病变。颅脑深部病变只能术前在体外进行精准定位,才能在术中指导到达病变位置。
目前国际认可的精准定位技术及设备主要包括立体定向仪、神经导航仪及定位机器人,都是基于CT或MRI扫描的影像数据,通过体外参考框架(立体定向)、空间摄像头(光学神经导航及定位机器人)或体外磁场(磁场神经导航)等技术实现对颅内深部靶点的定位,共同存在价格昂贵、学习周期长、使用流程繁琐等局限,导致国内只有部分大型三甲医院才能配备,而即使配备了相应设备的医院也仅有少数医生、少数病种能够得到适用,目前绝大部分颅脑病种仍是依赖医生的经验和解剖知识来进行颅脑病变定位。因此,研发并推广一种价格合适、容易掌握、使用便捷的普及型颅脑精准定位技术是中国颅脑手术的刚需和痛点。
度若飞激光定位系统直接利用CT片或MRI片进行定位,这两种检查都是头部断层扫描的二维表现,依次堆叠即为直角坐标系。如果能够确定患者头部CT或者MRI经过某解剖点或体外标记的扫描面,就能确定靶点层面,再根据此层面靶点的坐标即可确定靶点的正、侧面方投影点。这几步,基本符合医生凭经验定位的基本常识。如果在靶点层面将两根直线(激光轴)从正侧方两个方向对准靶点,非靶点层面的任意点分别和这两根直线(激光轴)形成两个平面,根据立体几何第二公理,这两个平面的交线也必定经过靶点。这样就将复杂的解析几何的空间运算问题转化为立体几何的平面绕轴旋转问题,使用体外激光面的移动和旋转就可以完成这个操作,类似于几何学解题的辅助线设置。在此基础上,我们可以通过空间中激光的动作完成深度的测量。
以上是激光定位技术解决思路的定位部分,另外考虑到绝大多数脑科手术并不需要亚毫米级的定位精度,更需要的是毫米级便捷的定位技术,本技术暂时不考虑将定位记录装置通过骨性连接固定在头骨,而是通过三足站立在头皮,旋转轴心接近基底节区设计,充分利用了头部球形的鲁棒性原理设计了定位记录装置。为了更好地适应手术的无菌要求和可能的病房定位术中引导的需要,将定位记录装置设计为定位的规划器和术中的导向器,导向器为无菌状态,这样就彻底将有菌环节和无菌环节进行分离,从而保证了手术的无菌环境。
度若飞激光定位系统在保持与现有精准定位技术同等效果的前提下,实现了价格、学习成本、使用耗时的数量级下降,具有精准、快速、易用的综合比较优势,适合于中国各基层医院的普及推广,能够让广大颅脑病变患者受益,是最符合当前国情和医疗环境的精准定位技术。