三维表面扫描用于立体神经外科注册:一个尸体可行性研究
Basel A Sharaf1,2, Sara M Hussein1,2, Adam L Koller1,3
11Neural Engineering and Precision Surgery Laboratories (NEPS), Mayo Clinic, Rochester.
Journal of neurosurgery
|December 4, 2025
概括
三维表面扫描 (3DSS) 为立体神经外科手术提供了一种无辐射的方法,可以达到毫米以下的精度. 这种技术取代了手术内CT,减少了暴露和复杂性,改善了外科导航.
科学领域:
- 神经外科 神经外科
- 医疗成像医学成像
- 手术导航 手术导航
背景情况:
- 立体神经外科手术需要亚毫米准确度的深度大脑结构准.
- 当前的工作流程使用手术内CT,增加辐射暴露,成本和复杂性.
- 三维表面扫描 (3DSS) 为捕捉面解剖学提供了一个潜在的无辐射替代方案.
研究的目的:
- 评估将3DSS集成到立体工作流中的可行性.
- 评估3DSS的准确性,以取代手术内CT.
- 为了确定基于3DSS的立体战术方法的导航兼容性.
主要方法:
- 一个人体尸体的头部经过CT和3DSS成像在立体影像框架放置后.
- 使用先进的点云对齐算法 (FHF,RANSAC,ICP) 注册了CT,3DSS和CAD模型.
- 通过在神经导航系统中的表面偏差,RMSE和信托登记错误来评估准确性.
主要成果:
- 3DSS-CT融合显示平均表面偏差为0.4毫米.
- 3DSS衍生的N条定位器对齐产生了1.3毫米的RMSE.
- 3DSS工作流实现了0.14毫米的平均信托登记错误,优于基于CT的方法 (0.20毫米).
结论:
- 3DSS允许精确的,毫米以下的立体记录,而不需要手术内CT.
- 这种无辐射的工作流减少了操作复杂性,并且与当前的导航系统兼容.
- 未来的研究将专注于自动化,人工智能集成和临床验证.
