手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)由臺(tái)式電腦、光學(xué)跟蹤定位裝置及應(yīng)用軟件(版本號(hào)：3.1)組成。附件包括MRI、CT掃描用標(biāo)志點(diǎn)。系統(tǒng)具有光學(xué)跟蹤定位、醫(yī)學(xué)圖像跟蹤、手術(shù)計(jì)劃、手術(shù)跟蹤、圖像文件管理功能。其空間定位誤差小于3mm，可具有多種顯示模式，其中包括三個(gè)正交面顯示、棒視圖、軌跡視圖、三維半透明顯示、表面顯示方式、剖面顯示方式。

適應(yīng)癥：該系統(tǒng)適用于外力引起的顱腦損傷、顱內(nèi)病變、耳鼻喉科需要利用CT/MR影像引導(dǎo)定位的微侵襲外科手術(shù)設(shè)備，用于術(shù)前方案規(guī)劃及術(shù)中醫(yī)學(xué)影像實(shí)時(shí)引導(dǎo)。禁忌癥：手術(shù)定位精度要求小于1毫米的顱內(nèi)病變和功能神經(jīng)外科手術(shù)。

手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的功能主要包括以下幾點(diǎn)：

術(shù)前模擬手術(shù)：通過術(shù)前在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)手術(shù)入路并進(jìn)行模擬手術(shù)，幫助臨床醫(yī)生提前了解手術(shù)情況，減少手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和誤差。12

術(shù)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持：在手術(shù)過程中，導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)顯示手術(shù)路徑經(jīng)過的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和距離，以及病灶和正常組織的位置關(guān)系，幫助醫(yī)生做出準(zhǔn)確的決策。123

光學(xué)跟蹤定位：手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)具備光學(xué)跟蹤定位的功能，能夠通過特定的光源和攝像頭實(shí)現(xiàn)手術(shù)器械位置的實(shí)時(shí)更新和顯示。4

醫(yī)學(xué)圖像跟蹤：結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像信息，如CT、MRI等，導(dǎo)航系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地反映手術(shù)床上的解剖結(jié)構(gòu)與術(shù)前或術(shù)中的影像數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

手術(shù)計(jì)劃與執(zhí)行：通過術(shù)前的三維數(shù)字化建模和手術(shù)規(guī)劃，導(dǎo)航系統(tǒng)能夠幫助醫(yī)生構(gòu)建手術(shù)路徑，并在術(shù)中進(jìn)行相應(yīng)的引導(dǎo)。2

圖像文件管理：系統(tǒng)可能還包括對(duì)手術(shù)過程中的相關(guān)圖像文件的管理功能，以便進(jìn)行分析和記錄。

三維模型重建：使用醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)（如MRI、CT）進(jìn)行三維模型的重建，這是手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的一個(gè)重要步驟，有助于醫(yī)生判斷病灶位置和熟悉周邊組織結(jié)構(gòu)。

術(shù)中校準(zhǔn)與引導(dǎo)：在手術(shù)過程中，導(dǎo)航系統(tǒng)需要不斷調(diào)整三維模型和手術(shù)路徑，以適應(yīng)病人的變化，并為醫(yī)生提供清晰的視覺指導(dǎo)。

手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是一種結(jié)合了多種技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備，它的基本原理是利用醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)（如CT、MRI）和多模態(tài)三維重建技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)虛擬的“地圖”。這個(gè)“地圖”包含了手術(shù)區(qū)域的結(jié)構(gòu)信息和可能的病變位置，以及手術(shù)器械的可能運(yùn)動(dòng)軌跡。在實(shí)際手術(shù)中，手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)可以通過光學(xué)或電磁信號(hào)來(lái)定位手術(shù)器械，并將這些信息實(shí)時(shí)顯示給醫(yī)生，以便他們能夠精確地執(zhí)行手術(shù)計(jì)劃。

1、醫(yī)療軟件+系統(tǒng)集成，主要運(yùn)用在腦立體定向手術(shù)和其他外科臨床手術(shù)中，該系統(tǒng)在神經(jīng)外科臨床手術(shù)上有指明手術(shù)路徑經(jīng)過的核團(tuán)、血管的名稱及離一些重要核團(tuán)和大血管的距離。腦立體定向外科手術(shù)的對(duì)象是人的大腦，視野很小，但輕微的誤傷即可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。本研究開發(fā)的系統(tǒng)可確定病灶的三維位置，指明手術(shù)路徑經(jīng)過的核團(tuán)、血管的名稱及離一些重要核團(tuán)和大血管的距離，從而有助于術(shù)前制定手術(shù)計(jì)劃，確定手術(shù)路徑。 [2]

2、術(shù)前進(jìn)行模擬手術(shù)。腦外科手術(shù)中的輕微錯(cuò)誤可引起嚴(yán)重的后遺癥。通過術(shù)前在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬手術(shù)，可使臨床醫(yī)生做到心中有數(shù)，減少手術(shù)中的失誤。還可用于培訓(xùn)年青醫(yī)生，醫(yī)學(xué)院的課堂教學(xué)等。

3、真正三維的臨床手術(shù)導(dǎo)航。當(dāng)前，高級(jí)的CT、MRI已帶有三維定位功能，但其產(chǎn)生的影像為位圖性質(zhì)，無(wú)法自動(dòng)識(shí)別核團(tuán)的名稱，直接用于導(dǎo)航實(shí)際上有困難。國(guó)外的手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備號(hào)稱有“三維導(dǎo)航”能力，但其導(dǎo)航仍是基于斷層平面的。本研究開發(fā)的系統(tǒng)可對(duì)CT、MRI數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化加工，可自動(dòng)識(shí)別核團(tuán)的名稱，實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維導(dǎo)航。

4、可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有二維的CT、MRI的三維化改造，使它們具有三維影像的功能。系統(tǒng)的核心功能是在MRI和CT斷層平面圖像基礎(chǔ)上，建立真正三維的、邊界清晰的、可任意旋轉(zhuǎn)切割和無(wú)級(jí)縮放的腦核團(tuán)和病灶部位的矢量立體圖形。整個(gè)軟件部分包括數(shù)據(jù)和資源的管理、斷層圖像處理、三維重建、手術(shù)模擬及方案制定和實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航五個(gè)模塊。系統(tǒng)硬件包括圖像數(shù)據(jù)輸入輸出（I/O）子系統(tǒng)、運(yùn)行平臺(tái)（微機(jī)或工作站）和光學(xué)定位子系統(tǒng)。