基于术中CT自动配准的主动红外线光学导航系统精度影响因素分析

目的评估常见临床因素对术中基于CT自动配准的主动红外线光学导航系统临床精度的影响。方法在临床手术室环境下,以腰椎等比例Sawbone模型作为体模,采用标准手术体位和设备位置,以3D NAV导航系统的术中CT自动配准导航模式模拟临床导航操作验证多种临床因素对导航精度的影响。模型表面嵌入多枚钛合金标记珠,使用导航软件分别测量钛珠在CT图像中和导航系统中的坐标,计算坐标距离作为导航临床精度。然后在无影灯照射、手术床位姿、导航相机位姿三种临床因素下测量导航临床精度,并与初始状态的精度比较。结果初始状态导航临床精度为0.64 mm±0.30 mm;无影灯照射手术区后,导航临床精度为0.63 mm±0.25 mm;手术床降低10 cm和左倾15°时,导航临床精度分别为0.61 mm±0.21 mm和0.63 mm±0.21 mm;相机分别向左侧和向上旋转到示踪器恰好可见的位置时,导航临床精度分别为0.65 mm±0.30 mm和0.62 mm±0.21 mm;相机分别移动到距示踪器1 m和2 m的位置时,导航临床精度分别为0.64 mm±0.24 mm和0.67 mm±0.28 mm。在各因素影响下该导航系统的临床精度均与初始状态无显著性差异(n=108,P>0.05)。合并全部864次测量的导航临床精度为0.64 mm±0.25 mm。结论本研究中的导航系统临床精度不受无影灯照射、手术床位姿和导航相机位姿的影响。

基于CT的主动红外线光学导航系统精确度影响因素分析

目的探讨常见临床因素对基于CT的主动红外线光学导航系统精确度的影响。方法将模拟人腰椎(L1~L5)的Sawbone模型骨俯卧位固定,于同一椎体模型(本实验选用L2)表面的不同位置紧密嵌入4个钛合金标记点(简称钛点),完成点对点注册过程。采用导航软件记录每个节段位于棘突及双侧横突3个钛点的临床精度,观察手术床状态(升高或降低、头高位或头低位、左倾位或右倾位)、摄像头与示踪器的距离(100、125、150、175 cm)以及无影灯照射对该导航系统精确度的影响(临床精度数值越大,表明精确度越差)。结果与初始位置比较,手术床升高或降低、头高位、右倾位时临床精度均升高,P均<0.05;头低位、左倾位时临床精度均无明显变化,P均>0.05。手术床状态改变后恢复初始位置,其临床精度与初始位置比较,P>0.05。摄像头与示踪器的距离对配准用椎体L2的临床精度无明显影响(P均>0.05)。L1、L3、L4、L5的临床精度随着摄像头与示踪器距离的增大而升高,多组间比较P均<0.01。与关闭无影灯比较,开启无影灯后L1和L5的临床精度均升高,P均<0.05;L2、L3、L4的临床精度无明显变化,P均>0.05。结论手术床状态改变、摄像头与示踪器的距离过远以及无影灯的开启均会影响主动红外线光学导航系统的精确度。