1、微创激光定位导航技术内 容 背 景 研发与创新 临床初步应用 展 望对微创的理解 微创（Minimally Invasion）是一个杠杆，是指以极小的侵袭和最小的生理干扰达到最佳疗效的外科技术 疗效疗效微创微创1 1、背景、背景对微创的理解 临床经验：微创手术的基础 工 具：微创手术的手段（支点） 疗效疗效工具微创微创1 1、背景、背景5临床碰到这样的情况怎么办？1 1、背景、背景深部软组织异物1 1、背景、背景关节内铁钉1 1、背景、背景骨不愈合药物注射1 1、背景、背景断 钉1 1、背景、背景我们知道，也能看到，但做起来不容易1 1、背景、背景大炮打蚊子.三维导航?导航技术 1986年，美
2、国的Roberts等率先将计算机辅助手术导航技术应用于神经外科。 1995年，来自瑞士University of Bern的Nolte应用计算机辅助微创导航手术系统实施了世界第1例腰椎椎弓钉内固定手术。 1997年，瑞士骨科医生Schwarzenbach等运用基于术前CT影像的导航置入150枚椎弓根钉在T11S2节段,仅4枚(2.7%)穿破椎弓根皮质。 骨科微创的利器 大量临床统计数据证明：手术导航可提高病灶切除率86.7，降低手术并发症12.1 ，减少死亡率0.8 ，临床疗效显著。1 1、背景、背景设备昂贵操作复杂手术时长精度不高主流手术导航设备临床反馈和存在的问题1 1、背景、背景如果C
3、臂机能发出激光大胆假设2 2、研发与创新、研发与创新对C臂机屏幕中任意点进行定位导航，完成微创操作技术2 2、研发与创新、研发与创新激光导航模式示意图2 2、研发与创新、研发与创新研究内容: 激光定位设备的研发 系列临床新技术的创立2 2、研发与创新、研发与创新创新点:微创激光导航与现有导航的区别名称名称现有（现有（GPS）手术导航）手术导航激光实时手术导航激光实时手术导航实现原理实现原理三维坐标计算法三维坐标计算法光学跟踪法光学跟踪法表现形式表现形式三维虚拟图像三维虚拟图像激光指示、图像体表投影激光指示、图像体表投影实现方法实现方法动态计算病灶及手术器械坐动态计算病灶及手术器械坐标，根据可视
4、图像引导手术标，根据可视图像引导手术器械到达病灶器械到达病灶（类似类似“导弹导弹”制导过程制导过程）分离出穿过病灶的分离出穿过病灶的X线，以激光线，以激光显示并跟踪显示并跟踪（类似类似“狙击步枪狙击步枪”射击过程射击过程）实现步骤实现步骤6步骤：图像收集、三维合成、步骤：图像收集、三维合成、安置示踪器、术中注册、坐安置示踪器、术中注册、坐标对应、器械跟踪标对应、器械跟踪2步骤：病灶透视、激光指示或步骤：病灶透视、激光指示或图像投影图像投影2 2、研发与创新、研发与创新创新点无创无创实时实时精准精准快捷快捷经济经济2 2、研发与创新、研发与创新理论依据（理论依据（1）X线片和普通照片有区别 激光
5、定位设备的研发2 2、研发与创新、研发与创新理论依据（2）X线片和可见光折射率不同可见光X线折 射 率不等始终1传播路线 激光定位设备的研发2 2、研发与创新、研发与创新1）研究X线在无机物内行进轨迹的实验 激光定位设备的研发 X 线透视下 2 枚硬币大小相同、普通照片上硬币大小差异明显。 在复杂结构多介质无机物内 X 线呈直线行进，可见光则存在折射。2 2、研发与创新、研发与创新2）研究X线在有生物机体内轨迹的实验 2 次透视共4枚硬币透视图直径均相同。说明X线在猪肉内直线行进 因猪肉与人体组织相似度高，因此可推测X线在人体内呈直线前进。 激光定位设备的研发2 2、研发与创新、研发与创新理论
6、基础创新基于基于 X X 线透视下的定位导航新理论线透视下的定位导航新理论线性导航原理线性导航原理如果如果P1、P2、P3Pn在在X线荧光屏上影像重合，则线荧光屏上影像重合，则以下命题成立：以下命题成立：P1、P2、P3Pn在在X线荧光屏上影线荧光屏上影像重合像重合P1、P2、P3Pn及及X线发射器在同线发射器在同一直线上一直线上 激光定位设备的研发2 2、研发与创新、研发与创新原理图解 激光定位设备的研发2 2、研发与创新、研发与创新相关学科知识证明：相关学科知识证明：理论误差理论误差=0=00.03mm0.03mm理论验证完全对称锥形完全对称锥形立体几何数学立体几何数学模型：模拟了模型：模
7、拟了C C臂机成像时的臂机成像时的空间形态空间形态高能粒子学：高能粒子学：解释了解释了X X线粒子线粒子的折射率和反的折射率和反射率问题射率问题机械和电子学：机械和电子学：从从C C臂机成像原臂机成像原理分析误差和理分析误差和失真（光斑效失真（光斑效应、枕形失真、应、枕形失真、“S S”形失真、形失真、局部变形等）局部变形等） 激光定位设备的研发2 2、研发与创新、研发与创新 激光定位设备的研发设备研发2 2、研发与创新、研发与创新 激光定位设备的研发设备研发2 2、研发与创新、研发与创新 激光定位设备的研发设备研发2 2、研发与创新、研发与创新 激光定位设备的研发设备研发2 2、研发与创新、
8、研发与创新 激光定位设备的研发设备研发2 2、研发与创新、研发与创新 激光定位设备的研发设备研发2 2、研发与创新、研发与创新定位导航主题设备服务器接管左侧显示屏服务器通过截图卡获取X片图像“微创激光导航定位设备”安装完成2 2、研发与创新、研发与创新5年努力200多次实验2 2、研发与创新、研发与创新实验模型实验室测定定位连续定位80次1.0mm以内精度占90%2 2、研发与创新、研发与创新定位误差1mm=准确到针尖2 2、研发与创新、研发与创新病 例 一椎体成形术3 3、临床初步应用、临床初步应用椎弓根中心准确定位可以避免损伤神经3 3、临床初步应用、临床初步应用实际操作透视影像3 3、临
9、床初步应用、临床初步应用患者郑*，男，80岁，摔伤致腰背痛入院椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用病人俯卧于手术台，将安装有导航设备的C臂机移至病灶上方椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用定位导航设备进入“定位模式”椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用激光点初始位置 = C臂机近视透视区域中心椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用用5号针头测试定位准确性椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用激光 定位准确椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用鼠标光标移到右侧椎弓根2点钟位置确认定位椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用导航仪激光在体
10、表的投影点即为进针点，激光束方向为进针方向椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用1%利多卡因35ml局麻椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用0.51cm横切口椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用沿激光束置入开口锥椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用工作套管逐步深入椎体到达预期位置椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用囊 球 扩 张椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用术 后 DR椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用术 后 CT椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用C臂机取斜位照射，对椎弓根进行“轴位透视”椎体成形术13 3
11、、临床初步应用、临床初步应用PKP手术中定位点（轴心透视技术）椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用“轴位透视”图解术中只需鼠标点击红点位置，就能在30秒内自动完成激光定位椎弓根中心（进针点）棘突椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用椎体成形术1透视确认开口锥位于椎弓根中心椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用改传统正位相透视图确认进针位置的准确性（非必须）椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用激 光 捕 捉 器蝶形螺母垫片固定支架椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用将“激光捕捉器”固定于皮肤，调整其“中心通道”与激光同轴椎体成形术1椎体成形术13 3
12、、临床初步应用、临床初步应用正位透视可见骨水泥向椎体两侧弥散椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用“轴向透视法”可根据临床需要将骨水泥置入椎体中央椎体成形术13 3、临床初步应用、临床初步应用病 例 二深部软组织异物摘除术3 3、临床初步应用、临床初步应用深部软组织异物摘除术23 3、临床初步应用、临床初步应用深部软组织异物摘除术23 3、临床初步应用、临床初步应用深部软组织异物摘除术23 3、临床初步应用、临床初步应用深部软组织异物摘除术2深部软组织异物摘除术23 3、临床初步应用、临床初步应用深部软组织异物摘除术2病 例 三关节内铁钉3 3、临床初步应用、临床初步应用关节内铁钉32
13、 次 透 视关节内铁钉33 3、临床初步应用、临床初步应用3名医护人员关节内铁钉33 3、临床初步应用、临床初步应用4ml利多卡因关节内铁钉33 3、临床初步应用、临床初步应用5分钟手术时间关节内铁钉33 3、临床初步应用、临床初步应用成功病例3 3、临床初步应用、临床初步应用病 例 四取出微创植入的空心螺钉3 3、临床初步应用、临床初步应用微创植入的空心螺钉 取 螺 钉43 3、临床初步应用、临床初步应用 取 螺 钉43 3、临床初步应用、临床初步应用 取 螺 钉43 3、临床初步应用、临床初步应用 取 螺 钉43 3、临床初步应用、临床初步应用 取 螺 钉43 3、临床初步应用、临床初步应
14、用 取 螺 钉43 3、临床初步应用、临床初步应用病 例 四病 例 五骨不愈合药物注射3 3、临床初步应用、临床初步应用 骨不愈合药物注射53 3、临床初步应用、临床初步应用 骨不愈合药物注射53 3、临床初步应用、临床初步应用 骨不愈合药物注射53 3、临床初步应用、临床初步应用 骨不愈合药物注射53 3、临床初步应用、临床初步应用 微创激光导航椎弓根穿刺术 微创激光导航射频消融术 微创激光导航肿瘤活检术 微创激光导航关节穿刺术 微创激光导航异物取出术 微创激光导航肾盂穿刺术 微创激光导航椎管穿刺术 可开展的微创激光导航技术多学科、多部位4 4、展望、展望在损伤控制外科中的应用在损伤控制外科
15、中的应用4 4、展望、展望损伤控制模式损伤控制模式damage control急诊复苏急诊复苏急救手术急救手术ICU复苏复苏确定性手术确定性手术 模式模式在救治严重创伤病人时在救治严重创伤病人时l 改变以往在早期就进行复杂、完整手术的策略改变以往在早期就进行复杂、完整手术的策略l 而采取分期手术的方法而采取分期手术的方法首先以快捷、简单的操作，维护病人的生理机制，控制伤情首先以快捷、简单的操作，维护病人的生理机制，控制伤情进一步恶化，使遭受严重创伤的病人获得复苏的时间和机会进一步恶化，使遭受严重创伤的病人获得复苏的时间和机会，然后再进行完整、合理的手术或分期手术然后再进行完整、合理的手术或分期手术。损伤控制模式大大提高了创伤救治能力、降低了病死率损伤控制模式大大提高了创伤救治能力、降低了病死率人世间最痛苦的事莫过于此：刀开好了，人没了4 4、展望、展望与红外热像技术结合，在疾与红外热像技术结合，在疾病诊断、治疗中的应用病诊断、治疗中的应用红外热像提供软组织影像精准穿刺诊断肿瘤精准穿刺治疗疼痛等疾患机器人技术的引入
