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脊柱手术中基于视觉追踪导板的增强现实导航系统的模型构建与验证
1
作者
张培海
孙振兴
+3 位作者
张恺
郭毅
陈刚
杨学军
《中国现代神经疾病杂志》
北大核心
2025年第3期234-239,共6页
目的 构建椎弓根置钉过程中基于视觉追踪导板的增强现实导航模型,并评价该导航系统的应用价值。方法 设计并制作可用于脊柱手术导航的视觉追踪导板,并采用视觉追踪导板和增强现实设备完成增强现实图像与真实物体之间的图像配准和实时追...
目的 构建椎弓根置钉过程中基于视觉追踪导板的增强现实导航模型,并评价该导航系统的应用价值。方法 设计并制作可用于脊柱手术导航的视觉追踪导板,并采用视觉追踪导板和增强现实设备完成增强现实图像与真实物体之间的图像配准和实时追踪。增强现实导航系统辅助下,先后由两位操作者以克氏针模拟椎弓根置钉操作,并按照克氏针置入点与视觉追踪导板的距离分为邻近组(<100 mm)和远离组(100~200 mm),对比分析不同操作者以及邻近组与远离组置入点误差值和角度误差值以评估增强现实导航系统的精度。结果 两位操作者均顺利完成模型置钉,共获得100例置入点误差值和角度误差值。两位操作者置入点误差值(t=0.835,P=0.406)和角度误差值(t=0.220,P=0.826)差异均无统计学意义。远离组置入点误差值大于邻近组(t=3.221,P=0.002),进一步将其分解为x值和y值,远离组置入点误差x值(t=4.980,P=0.000)和y值(t=2.416,P=0.018)均大于邻近组;而角度误差值组间差异无统计学意义(t=1.786,P=0.077)。结论 初步构建基于视觉追踪导板的增强现实导航模型,并完成导航系统精度评估,随着置入点与视觉追踪导板距离的增加,置入点定位能力下降,但角度指向性较为稳定。
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关键词
脊柱疾病
神经外科手术
增强现实
视觉
眼
手术导航系统
椎弓根钉
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职称材料
增强现实技术在颅底肿瘤和脑血管病手术中的应用
被引量：
1
2
作者
郭一丁
赵本琦
+4 位作者
张培海
刘勇
陈刚
杨学军
郭毅
《中国现代神经疾病杂志》
北大核心
2025年第3期215-224,共10页
研究背景 计算机技术和人工智能技术的发展使数智神经外科学日趋成熟,增强现实技术作为新兴技术已在神经外科手术中展现出巨大潜力,探讨该项技术辅助神经外科手术的可行性和实用性将是现阶段临床研究的重要议题。方法 纳入4例2024年1-1...
研究背景 计算机技术和人工智能技术的发展使数智神经外科学日趋成熟,增强现实技术作为新兴技术已在神经外科手术中展现出巨大潜力,探讨该项技术辅助神经外科手术的可行性和实用性将是现阶段临床研究的重要议题。方法 纳入4例2024年1-12月在清华大学附属北京清华长庚医院行神经外科手术的前庭神经鞘瘤(1例)、颅内动脉瘤(2例)和锁骨下动脉闭塞致椎动脉盗血综合征(1例)患者,分别接受前庭神经鞘瘤切除术、颈内动脉-后交通动脉动脉瘤夹闭术和颈总动脉(CCA)-锁骨下动脉(SA)搭桥术;将术前常规影像学数据导入Surgical AR软件,基于HoloLens 2平台进行术前规划、模拟手术和术中实时显示,并与实际手术操作和术后影像学数据对比,定性分析增强现实技术辅助神经外科手术的疗效。结果 (1)前庭神经鞘瘤切除术:与术前增强现实技术模拟手术(模拟手术)对比,实际手术完全复现经枕下乙状窦后入路开颅、内耳道后壁磨除、内耳道内肿瘤显露和切除的操作过程,术中面神经保护完好,术后面神经功能达House-Brackmann分级Ⅰ级,但未保留有效听力;术后1周三维重建CT与术前模拟和术中实际所见无明显差异;术后6个月改良Rankin量表(mRS)评分为2分。(2)颈内动脉-后交通动脉动脉瘤夹闭术:与术前模拟手术对比,实际手术完全复现经眶上外侧入路开颅、磨除前床突、显露动脉瘤颈并夹闭的手术过程;术后三维重建CTA与术前模拟无明显差异;术后6个月,眼部胀痛、上睑下垂、复视等症状完全缓解,mRS评分为零。(3)基底动脉尖动脉瘤夹闭术:根据术前模拟结果,经眶颧入路对动脉瘤颈的显露更充分且术者可于直视下完全夹闭动脉瘤并保护双侧大脑后动脉P1段,操作安全性明显优于经颞下入路;实际手术中选择经眶颧入路,分离外侧裂经颈内动脉-动眼神经间隙显露基底动脉和动脉瘤、夹闭动脉瘤;术后6个月mRS评分为零,动眼神经功能恢复良好。(4)CCA-SA搭桥术:术中通过增强现实技术辅助颈部重要肌肉、血管体表定位,充分显露颈总动脉和锁骨下动脉,人工血管吻合;术后三维重建CTA显示桥血管通畅;患者头晕症状未再发作,患侧上肢血压恢复正常;术后6个月mRS评分为零。结论 增强现实技术用于神经外科手术可术前手术规划、手术模拟和术中引导,有助于青年医师快速理解复杂的解剖结构、缩短学习曲线,具有重要的临床价值和广阔的应用前景。
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关键词
增强现实
颅底肿瘤
颅内动脉瘤
神经外科手术
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职称材料
题名
脊柱手术中基于视觉追踪导板的增强现实导航系统的模型构建与验证
1
作者
张培海
孙振兴
张恺
郭毅
陈刚
杨学军
机构
清华
大学
附属
北京
清华长庚
医院
神经
外科
广东省珠海市人民医院北京理工大学附属医院暨南大学珠海临床医学院神经外科
出处
《中国现代神经疾病杂志》
北大核心
2025年第3期234-239,共6页
基金
北京市自然科学基金资助项目(项目编号:L246048)
清华大学精准医学科研计划战略项目(项目编号:2022ZLB007)。
文摘
目的 构建椎弓根置钉过程中基于视觉追踪导板的增强现实导航模型,并评价该导航系统的应用价值。方法 设计并制作可用于脊柱手术导航的视觉追踪导板,并采用视觉追踪导板和增强现实设备完成增强现实图像与真实物体之间的图像配准和实时追踪。增强现实导航系统辅助下,先后由两位操作者以克氏针模拟椎弓根置钉操作,并按照克氏针置入点与视觉追踪导板的距离分为邻近组(<100 mm)和远离组(100~200 mm),对比分析不同操作者以及邻近组与远离组置入点误差值和角度误差值以评估增强现实导航系统的精度。结果 两位操作者均顺利完成模型置钉,共获得100例置入点误差值和角度误差值。两位操作者置入点误差值(t=0.835,P=0.406)和角度误差值(t=0.220,P=0.826)差异均无统计学意义。远离组置入点误差值大于邻近组(t=3.221,P=0.002),进一步将其分解为x值和y值,远离组置入点误差x值(t=4.980,P=0.000)和y值(t=2.416,P=0.018)均大于邻近组;而角度误差值组间差异无统计学意义(t=1.786,P=0.077)。结论 初步构建基于视觉追踪导板的增强现实导航模型,并完成导航系统精度评估,随着置入点与视觉追踪导板距离的增加,置入点定位能力下降,但角度指向性较为稳定。
关键词
脊柱疾病
神经外科手术
增强现实
视觉
眼
手术导航系统
椎弓根钉
Keywords
Spinal diseases
Neurosurgical procedures
Augmented reality
Vision,ocular
Surgical navigation systems
Pedicle screws
分类号
R687.3 [医药卫生—骨科学]
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职称材料
题名
增强现实技术在颅底肿瘤和脑血管病手术中的应用
被引量：
1
2
作者
郭一丁
赵本琦
张培海
刘勇
陈刚
杨学军
郭毅
机构
清华
大学
附属
北京
清华长庚
医院
神经
外科
清华
大学
附属
北京
清华长庚
医院
放射诊断科
内蒙古自治区鄂尔多斯市中心
医院
神经
外科
广东省珠海市人民医院北京理工大学附属医院暨南大学珠海临床医学院神经外科
出处
《中国现代神经疾病杂志》
北大核心
2025年第3期215-224,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(项目编号:U20A20389)
清华大学精准医学科研计划战略项目(项目编号:2022ZLB007)
清华大学附属北京清华长庚医院研究者发起研究项目(项目编号:12024Z01017)。
文摘
研究背景 计算机技术和人工智能技术的发展使数智神经外科学日趋成熟,增强现实技术作为新兴技术已在神经外科手术中展现出巨大潜力,探讨该项技术辅助神经外科手术的可行性和实用性将是现阶段临床研究的重要议题。方法 纳入4例2024年1-12月在清华大学附属北京清华长庚医院行神经外科手术的前庭神经鞘瘤(1例)、颅内动脉瘤(2例)和锁骨下动脉闭塞致椎动脉盗血综合征(1例)患者,分别接受前庭神经鞘瘤切除术、颈内动脉-后交通动脉动脉瘤夹闭术和颈总动脉(CCA)-锁骨下动脉(SA)搭桥术;将术前常规影像学数据导入Surgical AR软件,基于HoloLens 2平台进行术前规划、模拟手术和术中实时显示,并与实际手术操作和术后影像学数据对比,定性分析增强现实技术辅助神经外科手术的疗效。结果 (1)前庭神经鞘瘤切除术:与术前增强现实技术模拟手术(模拟手术)对比,实际手术完全复现经枕下乙状窦后入路开颅、内耳道后壁磨除、内耳道内肿瘤显露和切除的操作过程,术中面神经保护完好,术后面神经功能达House-Brackmann分级Ⅰ级,但未保留有效听力;术后1周三维重建CT与术前模拟和术中实际所见无明显差异;术后6个月改良Rankin量表(mRS)评分为2分。(2)颈内动脉-后交通动脉动脉瘤夹闭术:与术前模拟手术对比,实际手术完全复现经眶上外侧入路开颅、磨除前床突、显露动脉瘤颈并夹闭的手术过程;术后三维重建CTA与术前模拟无明显差异;术后6个月,眼部胀痛、上睑下垂、复视等症状完全缓解,mRS评分为零。(3)基底动脉尖动脉瘤夹闭术:根据术前模拟结果,经眶颧入路对动脉瘤颈的显露更充分且术者可于直视下完全夹闭动脉瘤并保护双侧大脑后动脉P1段,操作安全性明显优于经颞下入路;实际手术中选择经眶颧入路,分离外侧裂经颈内动脉-动眼神经间隙显露基底动脉和动脉瘤、夹闭动脉瘤;术后6个月mRS评分为零,动眼神经功能恢复良好。(4)CCA-SA搭桥术:术中通过增强现实技术辅助颈部重要肌肉、血管体表定位,充分显露颈总动脉和锁骨下动脉,人工血管吻合;术后三维重建CTA显示桥血管通畅;患者头晕症状未再发作,患侧上肢血压恢复正常;术后6个月mRS评分为零。结论 增强现实技术用于神经外科手术可术前手术规划、手术模拟和术中引导,有助于青年医师快速理解复杂的解剖结构、缩短学习曲线,具有重要的临床价值和广阔的应用前景。
关键词
增强现实
颅底肿瘤
颅内动脉瘤
神经外科手术
Keywords
Augmented reality
Skull base neoplasms
Intracranial aneurysm
Neurosurgical procedures
分类号
R651 [医药卫生—外科学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
脊柱手术中基于视觉追踪导板的增强现实导航系统的模型构建与验证
张培海
孙振兴
张恺
郭毅
陈刚
杨学军
《中国现代神经疾病杂志》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
增强现实技术在颅底肿瘤和脑血管病手术中的应用
郭一丁
赵本琦
张培海
刘勇
陈刚
杨学军
郭毅
《中国现代神经疾病杂志》
北大核心
2025
1
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