从实验室到手术室翻译高精度混合现实导航:设计和临床评估
Zhongjie Shi1,2, Yilong Peng3, Xin Gao1
1Department of Neurosurgery, School of Medicine, The First Affiliated Hospital of Xiamen University, Xiamen University, No.55 Zhenhai Road, Siming District, Xiamen, Fujian, 361001, China.
BMC surgery
|August 2, 2025
概括
这项研究开发了一种用于神经外科手术的混合现实导航 (MRN) 系统,显示其精确且与传统方法可比. 该MRN系统提供了增强的可视化,以改善手术规划和指导.
科学领域:
- 神经外科 神经外科
- 医疗技术 医疗技术 医学技术
- 计算机辅助手术 计算机辅助手术
背景情况:
- 神经外科导航系统对于精确定位内病变至关重要.
- 传统的光导航 (TON) 系统在可视化和多工具跟踪方面存在局限性.
- 混合现实 (MR) 技术为增强的外科指导提供了潜力.
研究的目的:
- 为神经外科应用开发和评估混合现实导航 (MRN) 系统.
- 评估MRN的可行性,既用于手术前规划,也用于实时手术内指导.
- 为了比较MRN与传统光学导航 (TON) 的准确性和效率.
主要方法:
- 该MRN系统集成了一个头戴式显示器 (HMD) 与主动红外跟踪和稳定.
- 验证涉及实验室模拟和46名内病变患者的前性临床研究.
- 使用欧几里德距离测量了目标定位的准确性,并比较了MRN和TON.
主要成果:
- 实验室评估显示可靠的性能,信托登记误差 (FRE) 为1.70-2.20毫米,目标登记误差 (TRE) 为1.30-1.70毫米.
- 临床验证表明MRN (6.36 ± 1.27分钟) 和TON (6.23 ± 1.30分钟) 之间的导航时间相似.
- 手术前局部化误差为2.14 ± 1.23毫米,在模拟的手术内条件下增加到3.65 ± 1.49毫米.
结论:
- 在硬件成本较低的情况下,MRN系统提供了与TON相似的精度.
- 增强的3D可视化和多工具跟踪功能是MRN的关键优势.
- 混合现实技术为下一代神经外科导航系统提供了一个有希望的进步.
