所属领域： A 电子信息技术

技术成果简介

【成果介绍】针对上述问题，华中科技大学手术导航团队研制基于CT/MR-4D超声融合和电磁跟踪的手术导航系统（其中CT用于肾脏成像，而MR用于前列腺成像）（图1所示）。该系统结合了CT/MR定位的准确性、4D超声的体数据实时成像功能及电磁跟踪的高精度，利用CT/MR-4D超声融合和电磁跟踪分别跟踪穿刺靶点和穿刺针，实现泌尿系穿刺手术的实时精准导航。本成果涉及影像空间配准、呼吸运动补偿、泌尿系软组织多模图像实时融合及手术器械实时检测四大核心技术。影像空间配准目的是确定手术空间与图像空间的关系，为手术导航提供基础；呼吸运动补偿则针对手术过程中患者呼吸等生理运动引起的软组织位移，确定术前MR/CT图像相对术中超声图像的位移关系，由此对MR/CT图像进行变换达到呼吸运动补偿目的；多模图像实时融合目标是对术前三维MR/CT图像和术中实时三维超声（即4D超声）图像进行非刚性配准和融合，由此借助MR/CT图像间接确定超声图像上的穿刺靶点位置；手术器械实时检测则借助电磁定位系统，实时确定针尖位置，由此对穿刺轨迹进行实时跟踪。由于超声图像中包含严重的斑点噪声且前列腺/肾脏边界模糊，MR/CT图像和超声图像间存在复杂非刚性形变，同时术中穿刺针的深度和角度会动态变化，因此呼吸运动补偿、多模图像融合及手术器械检测存在极大困难。为此，本项目提出了基于人工智能的手术导航算法，通过结合深度学习模型具有的数据学习能力和快速推理能力，有效解决了上述难题，实现了泌尿系肿瘤穿刺手术的实时精准导航。

技术成果前景

目前，手术导航相关核心技术只有德国NDI、美国InVivo和Eigen、新加坡NDR和Biobot Surgical、希腊Pi Medical、法国Koelis等少数国外巨头厂商掌握，我国处在跟随或“卡脖子”状态，国内大部分企业的产品尚处于研发和临床试验阶段，面临产业化等”临门一脚”问题，这成为制约我国手术导航设备产品质量提高、产品竞争力提升的主要障碍之一。本成果将填补我国在前列腺和肾脏穿刺手术导航产品的空白，更好地解决老百姓“看病贵、看病难”问题，减轻群众医疗负担。本成果具有广阔的市场前景。近年来，我国泌尿外科穿刺手术量不断增加，随着微创外科及介入治疗成为越来越主流的方式，未来几年泌尿外科穿刺手术数量存在极大的增长空间，本系统作为泌尿外科穿刺手术中的重要医疗器械，具有极大的市场潜力。此外，本系统经升级后，还可推广至乳腺和肝脏等其它脏器穿刺手术中，市场前景十分广阔。

联系人信息

联系人： 苏经理

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