基于电磁跟踪与超声图像的介入机器人穿刺导航方法及实验研究

在超声引导的微创介入手术应用中,仅凭超声图像难以实现对手术针实时、准确的跟踪。利用电磁定位系统结合超声图像实现微创介入机器人的穿刺导航任务。超声图像用于确定局部病变的位置,电磁定位系统用于对手术针进行实时定位和跟踪。为使二者有机结合,提出了一种基于伯恩斯坦多项式的误差补偿方法,对跟踪误差进行补偿;采用N线模型法对超声图像进行标定,并以此为基础完成手术针与图像空间的配准,进而提出了虚拟进针路径的概念,实现了电磁定位数据与图像数据的融合。为验证所提方法的有效性和可行性,对超声系统与电磁定位系统的结合性进行了实验研究;搭建了前列腺微创介入机器人平台,进行了多种角度下的靶向穿刺定位实验。实验结果表明:在使用尼龙作为机器人本体材料、钛合金材质手术针的前提下,所提方法对假体穿刺的平均精密度为1. 14 mm,平均准确度为1. 62 mm,能够满足前列腺介入手术的临床精度要求。

新型穿刺导航器在脊柱内镜穿刺技术中的临床应用

目的:设计一种新型穿刺导航器用于脊柱内镜下椎间孔穿刺,阐述其设计原理及使用方法,探索其在脊柱内镜下椎间孔穿刺中的临床应用价值。方法:选取2017年9月-2021年9月在费县人民医院接受脊柱内镜手术治疗的62例腰椎间盘突出症患者,随机将患者均分为两组,观察组给予穿刺导航器辅助与C型臂X线透视下完成穿刺,对照组给予C型臂X线透视下完成穿刺。比较两组患者术中透视次数、穿刺次数、穿刺时间。结果:平均透视次数观察组明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);平均穿刺时间观察组明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);平均穿刺次数观察组明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:新型穿刺导航器辅助穿刺,可以明显提高椎间孔穿刺准确率,减少穿刺次数及时间。

XperCT联合穿刺引导下Glubran-2胶肺小结节定位在胸腔镜肺结节切除术的临床应用

目的探讨XperCT联合穿刺引导下Glubran-2胶肺小结节定位在胸腔镜肺结节切除术的应用价值。方法回顾性分析2018年6月至2023年2月于济宁市第一人民医院单发肺小结节行胸腔镜切除术前在XperCT联合穿刺导航引导下采用Glubran-2胶定位67例患者的临床资料。统计肺结节大小、距脏层胸膜垂直的最大距离、定位技术成功率、穿刺次数、并发症、操作时间、术后病理结果。结果67例患者肺小结节平均最大直径8.7 mm,距脏层胸膜19.4 mm,均顺利完成术前定位,平均穿刺次数1.1次,未出现严重并发症,平均操作时间12.7 min,均获得明确的病理结果。结论XperCT联合穿刺导航引导下Glubran-2胶肺小结节定位准确、并发症少,是一种高效快速的定位方式,具有临床应用价值。

智能穿刺手术导航辅助CT引导非血管介入诊疗的临床应用

目的:使用新型智能穿刺手术导航设备引导不同部位穿刺活检及消融手术,探讨其广泛的潜在临床应用价值。方法:选取2021年8月—10月,在西安交通大学第一附属医院行穿刺手术导航IQQA®-Guide系统辅助CT引导进行微创诊疗患者23例,其中穿刺活检11例,射频消融6例,放射性125I粒子植入6例。将患者术前术中影像数据资料及解剖数据资料导入IQQA®-Guide系统,融合生成电子组织数据地图并手动选择靶目标点。将电磁跟踪适配器连接于穿刺针,穿刺过程中参考系统显示的三维针道路径图和电子组织数据地图实时监测引导完成进针操作,到达目标点后进行CT扫描以确认穿刺针位置,判断是否需要调整,如果穿刺针位置满意,则进行穿刺活检取材、射频消融或粒子植入等诊疗操作。结果:23例患者中有1例粒子植入患者因电磁定位片旁金属异物干扰,导致空间配准出现错误,未能进行导航穿刺,其余22例患者均在IQQA®-Guide系统引导下顺利完成穿刺活检及消融治疗操作,未出现严重并发症。结论:智能穿刺手术导航IQQA®-Guide系统可辅助多种胸腹部CT引导下微创术式,其安全、高效、智能、实时动态监测等优点有望成为一项具有广阔应用前景和临床推广价值的影像引导技术。

神经导航系统引导穿刺抽吸与CT定位穿刺抽吸治疗高血压性脑出血疗效比较

目的比较神经导航系统引导穿刺抽吸与CT定位穿刺抽吸治疗高血压性脑出血的疗效。方法选择2015年1月~2017年7月我科收治的高血压性脑出血患者108例,按照治疗方法分为两组,神经导航引导组60例,CT定位组48例,神经导航引导组采用神经导航系统引导穿刺抽吸术,CT定位组采用CT定位穿刺抽吸术,比较两组患者的手术时间、术中出血量、血肿清除率、导管拔除时间和住院时间;采用NIHSS评价两组患者治疗前后的神经功能缺损情况。结果神经导航引导组患者的手术时间、导管拔除时间和住院时间均明显短于CT定位组,术中出血量更少,血肿清除率明显高于CT定位组,组间比较差异有统计学意义(P<0.05);治疗前两组患者NIHSS评分差异无统计学意义(P>0.05);治疗后两组NIHSS评分均降低,且神经导航引导组治疗后NIHSS评分明显低于CT定位组,神经功能缺损改善更明显,组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论使用神经导航系统引导穿刺抽吸治疗高血压性脑出血,手术时间、导管拔除时间和住院时间均较CT定位抽吸法缩短,术中出血量更少,血肿清除率更高,神经功能缺损改善更明显。

导航穿刺引流术与内科常规保守疗法治疗高血压性脑出血的效果观察

目的通过导航穿刺引流术术与常规内科保守治疗方法对于高血压性脑出血患者的早期疗效观察比较,分析判断出更适于临床应用的理想治疗手段。方法于2015年5月~2017年4月到笔者医院就医并确诊患有高血压性脑出血的98例病人中随机平分为A、B两组,分别进行导航穿刺引流和内科保守治疗。结果 A、B两组成员性别、年龄、脑出血量及脑出血部位比较差异无统计学意义(P>0.05)。在高血压性脑出血患者的早期神经系统方面,A组在治疗病人偏瘫和失语的治愈及好转人数上明显多过B组,且症状加重的人数不足B组加重人数的一半;两组病人在治疗前和治疗后第7天GOS评分分值差异不大,但是在治疗后1、2、3天A组的分值均高于B组的且差异较明显(P值小于0.05);A组患者死亡率(2.04%)较B组(12.24%)低且A组术后并发症在发生种类和数量上都明显不及B组,其差异具有显著性(P<0.05)。结论应用导航穿刺引流术的患者相对于常规内科治疗的效率高、病人好转或治愈速度快,值得在临床应用上加以提倡。

CT三维导航穿刺技术应用于肺部小病灶诊断中的价值

目的:探讨CT三维导航穿刺技术应用于肺部小病灶诊断中的价值。方法:选择2019年1月到2021年10月期间东莞市中医院医学接受检查的160例患者(肺部病灶≤30mm),随机分为C组和O组,各80例。均行活检穿刺,其中C组患者接受CT横断面定位活检,O组患者接受CT三维导航穿刺技术活检。对比两组的穿刺情况、诊断价值、并发症。结果:O组的一次穿刺成功率高于C组,总穿刺时间短于C组,调针次数少于C组(P<0.05)。C组方法与病理诊断结果的一致性中等(kappa值=0.555,P<0.001),O组方法与病理诊断结果的一致性较高(kappa值=0.872,P<0.001);O组的诊断准确率高于C组(P<0.05)。O组的并发症发生率低于C组(P<0.05)。结论:CT三维导航穿刺技术可提高穿刺效率,减少肺活检穿刺的调针次数,在减少并发症的同时可提高诊断的准确率和一致性。

美罗培南与利奈唑胺对脑脓肿磁共振导航穿刺术后感染患者神经功能的影响对比

目的探讨美罗培南与利奈唑胺对脑脓肿磁共振导航穿刺术后感染患者神经功能的影响。方法选取2017年9月至2019年8月我院收治的脑脓肿磁共振导航穿刺术后感染患者120例,随机分为美罗培南组(接受美罗培南治疗)与利奈唑胺组(接受利奈唑胺治疗)各60例。比较两组患者治疗前后的炎性因子(IL-8、 hs-CRP)水平及NIHSS评分。结果治疗前,两组的IL-8、 hs-CRP水平比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,美罗培南组的IL-8、 hs-CRP水平均明显低于利奈唑胺组(P <0.05)。治疗前,两组患者的NIHSS评分比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,美罗培南组的NIHSS评分明显低于利奈唑胺组(P <0.05)。结论与利奈唑胺相比,美罗培南在改善脑脓肿磁共振导航穿刺术后感染患者神经功能、降低其炎性反应方面效果更佳,值得临床推广。

3D-Slicer模拟导航精准定位软通道穿刺丘脑联合脑室钻孔引流术治疗丘脑出血破入脑室疗效研究

目的探讨3D-Slicer模拟导航精准定位软通道穿刺丘脑联合脑室钻孔引流术治疗丘脑出血破入脑室疗效。方法回顾90例2016年1月~2017年12月丘脑出血破入脑室患者根据手术方法分组。对照组进行传统手术治疗,观察组行3D-Slicer模拟导航精准定位软通道穿刺丘脑联合脑室钻孔引流术治疗。比较两组丘脑出血破入脑室治疗效果;手术平均时间、血肿清除时间、术后7 d出血量;手术前后患者格拉斯哥昏迷评分、哈佛残障量表评分;颅内感染等并发症情况。结果观察组丘脑出血破入脑室治疗效果高于对照组(P<0.05);观察组手术平均时间、血肿清除时间、术后7 d出血量优于对照组(P<0.05);手术前两组格拉斯哥昏迷评分、哈佛残障量表评分相近;手术后观察组格拉斯哥昏迷评分、哈佛残障量表评分优于对照组(P<0.05)。观察组颅内感染等并发症少于对照组(P<0.05)。结论丘脑出血破入脑室患者行3D-Slicer模拟导航精准定位软通道穿刺丘脑联合脑室钻孔引流术的治疗及效果确切,可有效清除血肿,具有准确定位,可加速患者康复,改善其预后和生存能力,值得推广。

经皮肾精准穿刺技术相关进展

泌尿系结石是泌尿外科常见病、多发病之一。经皮肾镜取石术(PCNL)是治疗直径≥2 cm的肾结石的“金标准”。精准穿刺目标盏及建立皮肾通道是PCNL过程中最困难且最重要的步骤。目前,B超和X线是PCNL最常用的定位和穿刺手段,但存在学习曲线长、立体空间感缺乏等诸多不足。随着科技水平不断发展,目前出现了多种穿刺工具和成像技术,目的是更精准、更安全、更快速地完成穿刺,实现泌尿系结石的精准安全治疗。本文将对目前出现的经皮肾精准穿刺技术进行介绍。

不同穿刺抽吸方法对高血压脑出血的疗效对比

目的探讨神经导航系统引导穿刺抽吸和CT定位穿刺抽吸在高血压脑出血患者中的临床疗效。方法对我院收治的80例高血压脑出血患者资料进行分析,入选患者均给予定位穿刺抽吸,根据定位系统不同将患者分为对照组和实验组,对照组采用CT定位穿刺抽吸,实验组采用神经导航系统引导穿刺抽吸,比较2组治疗效果。结果实验组有效率95%,明显优于对照组的85%(P<0.05);实验组疗效满意率为95%,显著高于对照组的65%(P<0.05);2组引流时间、术后血肿清除率差异无统计学意义(P>0.05);实验组手术持续时间为(1.6±0.04)h,显著短于对照组(P<0.05);实验组术中血肿抽吸率为(55.25±2.77)%,显著高于对照组(P<0.05)。结论高血压脑出血患者采用穿刺抽吸治疗时使用神经导航系统引导效果理想,值得推广使用。

不同手术方式治疗中小量基底节出血的临床疗效观察

目的 探讨神经导航辅助穿刺引流术与小骨窗开颅血肿清除术治疗中小量基底节出血的临床疗效。方法 回顾性分析2018年1月至2021年12月清华大学附属垂杨柳医院收治的134例中小量基底节出血患者的临床资料,根据手术方式分为神经导航辅助穿刺引流术组(穿刺组)78例和小骨窗开颅血肿清除术组(开颅组)56例。比较两组患者手术时间、手术失血量、血肿体积、术后并发症发生及死亡情况,入院时及术后第3、7天格拉斯哥昏迷评分法(Glasgow coma scale,GCS)评分、美国国立卫生研究院卒中量表(NIH stroke scale,NIHSS)评分,比较术前及术后1个月(或死亡)时改良RANKIN量表(modified rankin scale,mRS)评分。结果 穿刺组在手术时间、手术失血量方面优于开颅组,差异有显著性(P<0.05);两组术后第3、7天血肿残余体积较术前明显减少,两组间相比差异无显著性(P>0.05);两组患者术后较术前GCS评分增加、NIHSS评分减少,且两组术后第3、7天GCS评分、NIHSS评分相比,差异有显著性(P<0.05);穿刺组患者肺部感染、泌尿系感染、颅内感染、应激性溃疡、再出血发生率低于开颅组,差异有显著性(P<0.05);两组急性心肌梗死及死亡差异无显著性(P>0.05);术前mRS评分差异无显著性(P>0.05),术后1个月mRS评分差异有显著性(P<0.05)。结论 神经导航辅助穿刺引流术治疗中小量基底节出血临床效果优于小骨窗开颅血肿清除术,能够降低并发症的发生率并有效促进神经功能恢复。

结构光相机点云图与CT图像配准算法对比研究

目的:针对人脸结构光相机点云图与CT图像配准,寻找最优的特征面部点云提取方法、特征描述法和配准算法的组合,为颅脑穿刺活检手术中基于导航机器人实现精确快速定位提供依据。方法:基于Ubuntu 18.04系统对Inter-RealSense D415结构光相机点云图与CT图像进行三维配准。首先进行相机动态标定,其次进行特征面部点云提取,将CT图像提取到的面部皮肤数据通过C++转化成的点云作为目标点云,将结构光相机拍摄的图像作为待配准点云。然后将3种特征面部提取方法[内部形状描述子(intrinsic shape signatures,ISS)、尺度不变特征变换(scale invariant feature transform,SIFT)和Harris算法]、5种特征描述方法[点特征直方图(point feature histogram,PFH)、快速点特征直方图(fast point feature histograms,FPFH)、方位特征直方图(signature of histograms of orientation,SHOT)、自旋图像(spin images,SI)和3D形状上下文特征(3D shape context,3DSC)]和3种精配准算法[迭代最近点(iterative closest point,ICP)、广义迭代最近点(generalized iterative closest point,GICP)、正态分布变换(normal distribution transformation,NDT)]一一组合,对目标点云与待配准点云进行配准。最后,通过计算配准后的目标点云与待配准点云数据之间的倒角距离,评价各组合的配准效果。结果:45种组合中共有28种组合可实现点云图像配准,配准耗时最快仅需0.06 s,配准效果最佳的为Harris+SI和ICP的组合、Harris+3DSC和ICP的组合,倒角距离均为1.22 mm。结论:该研究中结构光相机点云图与CT图像配准误差满足临床安全要求,可为辅助颅脑病变穿刺活检提供一种快速、廉价且精准的方法。

超声导航穿刺行经皮肾镜治疗复杂性肾结石150例临床效果研究

为了深入研究对复杂性肾结石患者实施超声导航穿刺行经皮肾镜治疗干预后,患者治疗效果、心理健康情况、并发症控制情况及临床指标。方法 选取我院2018-01-2022-03收治的复杂性肾结石患者共300例,将其随机分组,研究组给予超声导航穿刺行经皮肾镜治疗,参照组给予经皮肾镜治疗。对比两组治疗效果、心理健康情况、并发症控制情况及临床指标。结果 干预后,研究组复杂性肾结石患者治疗效果、心理健康情况、并发症控制情况及临床指标显著优于参照组,(P<0.05)。结论 超声导航穿刺行经皮肾镜治疗可有效改善患者治疗效果、心理健康情况、并发症控制情况及临床指标,故方案值得推广。

不同手术方式治疗高血压性脑出血的疗效比较及术后再出血影响因素分析

目的探讨神经导航辅助微创穿刺血肿引流术(NAMIEH)、小骨窗开颅血肿清除术(SWCEH)与大骨瓣开颅血肿清除术(LBFEH)治疗高血压性脑出血的疗效及术后再出血影响因素Logistic回归分析.方法回顾性分析自2016年9月至2019年3月解放军联勤保障部队第九〇一医院神经外科收治的134例高血压性脑出血患者的临床资料,根据手术治疗方式的不同将其分为NAMIEH组38例、SWCEH组45例与LBFEH组51例.记录2组患者术前及术后7、14d出血量、GCS评分、NIHSS评分、Barthel指数以及治疗后临床疗效并进行比较,并将高血压性脑出血患者术后再出血影响因素采用Logistic回归分析.结果3组患者术前出血量、GCS评分、NIHSS评分及Barthel指数比较,差异无统计学意义(P>0.05);3组患者术后7、14d出血量、GCS评分、NIHSS评分及Barthel指数比较,差异均有统计学意义(P<0.05);3组患者术前及术后7、14d出血量及NIHSS评分均依次明显降低,GCS评分及Barthel指数均依次明显升高,且组内任意两时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05).NAMIEH组、SWCEH组再出血、血肿残留及并发症发生率均分别明显低于LBFEH组,NAMIEH组再出血发生率(10.53%)、血肿残留发生率(5.26%)及术后并发症发生率(15.79%)均明显低于SWCEH组(P<0.05).以高血压性脑出血患者术后再出血为因变量,对单因素分析中的可能术后再出血影响因素进行Logistic回归分析,结果显示合并糖尿病、术前收缩压、发病至手术时间、血肿形状、破入脑室、术前出血量、术前GCS评分、术前NIHSS评分、术前Barthel指数、凝血功能异常、术后并发症及总住院时间为高血压性脑出血患者术后再出血的独立影响因素(均P<0.05).结论NAMIEH治疗高血压性脑出血的临床效果明显优于SWCEH及LBFEH,可有效促进神经功能的恢复,明显降低再出血及术后并发症的发生率,且合并糖尿病、术前收缩压、发病至手术时间等为高血压性脑出血患者术后再出血的独立影响因素.