大一新生患脑瘤,术后三个月就复发!大脑手术急需更精准的导航系统……

2021
03/05

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浙大二院
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「 在我在国内一家医院做实习医师的时候,我负责照护的一个患者,是个得了脑肿瘤的大一新生。手术过程中,主任和主刀医生反复讨论究竟肿瘤的边界在哪里。切除范围小了,肿瘤没切干净就会复发,切除范围大了,破坏到正常脑组织,会造成严重后遗症。最终手术过程顺利,术后患者复原得很好,很快就出院。但是出院后三个月不到,患者又住进了我们病房。肿瘤还是复发了!主刀医生有着绝对过硬的经验知识与开刀技巧,主任更是国内知名的神经外科医生,我相信换做是任何一个神经外科医生,单凭知识经验技巧,都无法保证能将这不幸的患者的肿瘤完整切除我们需要新科技的帮助。」



早在2017年,浙大二院神经外科主治医师吴承瀚还在美国斯坦福大学医学院做博士后研究员时,便开始着手研究如何能够更加精准的分辨、定位大脑内病灶,包括肿瘤、血管病变,以及功能区,同时将这些多维复杂信息更直观有效地在手术中传递给医生。


在此期间,吴承瀚与合作团队使用小鼠进行过多次方法的探究,但是思路始终还是被局限在现有的技术方案中无法突破。


2019年初,吴承瀚来到浙大二院工作,作为一个研究型医生,临床一线的工作使得他实践和理论充分交织,启发了更多的思路和想法。


神经外科导航系统是现代神经外科手术最重要的辅助设备之一。在 “以人为本”治疗理念下,神经外科微创理念的实现,不仅基于医生知识、经验、技术的积累,也依赖于先进设备的合理应用。


美敦力StealthStation导航系统


20世纪90年代初导航系统在欧美国家首先进入临床应用,是为外科医生提供手术辅助的先进医疗设备。如同现代人开车时必备的汽车导航系统一样,它将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构准确对应,手术中透过特殊器械追踪手术视野位置,帮助医生实时掌握病人大脑解剖结构信息,使外科手术更快速、更精确、更安全。美国的美敦力与德国的博恩来两家公司研发的导航系统设备占据了目前国际与国内市场的主流。国内亦有数家公司推出了同类产品。



但是,经过多年的学习和工作,接触了大多数神经外科手术导航系统和手术机器人后,吴承瀚发现了一个现象:无论国内或是国外的医生,对这些设备都存在不满意的地方


自上世纪90年代推出以来,过去这三十年电子信息技术发生多次革命性突破,影响深远,唯独神经外科手术导航系统仿佛置身事外一般原地踏步,系统与核心技术更新慢,用户体验不是很好。其次是价格高昂,数百万元的售价极大地限制了该系统在国内医院的普及。此外,包括准备时间过长、设备体积庞大、使用不便捷、缺乏新技术带来的功能突破等等问题都被全世界神经外科医生所诟病


在与同事不断的交流中,吴承瀚越发地认为,研发一款以医生体验为核心的、高性价比的、从根本上实现创新功能的神经外科导航系统是一件很重要且有意义的事情。


工作之余他便投入到这项创新方案的落地中,一旦有新的思路,他和团队成员便一同进行技术可行性分析研究。在经历了反复的推敲、多次的思路优化和方案的更迭后,他所构思的这台神经外科导航设备更加清晰地出现在眼前。


“中国每年有数百万的神经系统疾病患者,包括肿瘤、脑血管疾病、癫痫等等,其中有相当高比例的病人需要手术治疗。我们在做的创新是一件还没有人实现过的事,过程中会遇到很多的困难有待我们去解决。但我坚信,如果能将我们梦想中的导航系统变为现实,未来必定能够使医生更加高效地进行手术,造福更多的患者。”吴承瀚如此和团队分享他的梦想。


吴承瀚组建的医工结合科研团队,针对环境智能的人机协同充分的发掘和探索。


他们对导航系统的设计原理和方法进行了创新,通过特有光学影像技术来实现对手术过程中的监控及校正,与此同时,使用了新的方式来简化入路设计,使手术操作更方便


 
 

 光学投影导航系统概念图         技术原理验证

基于先进的神经网络算法,使得图像捕捉、处理、拟合的方式更加高效精准,能够对肿瘤病灶有更精准而快速的实时定位。同时该设备的国产化率将会达到100%,在具备自主知识产权的同时,患者和医院所负担的成本也会降低,促使该技术得以进入更多的医院,惠及更多的患者。


吴承瀚说

新一代深度投影技术和3D深感技术

将开启更新的、更普及化的医学应用产品时代

我们将借助科学技术的发展

实现更多的医学创新

知行合一,济人寿世

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关键词:
神经外科,大脑,手术,精准,设备,技术

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