新一代神经导航若干关键技术研究及其系统建立

基本信息
批准号:81271670
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:宋志坚
学科分类:
依托单位:复旦大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王满宁,张晓彪,史勇红,姚德民,陈欣荣,李舫,邓薇薇
关键词:
计算机辅助手术手术导航颅脑手术医学图像处理
结项摘要

This project will carry out in-depth studies on the theories, the key technologies, and the clinical verification of some basic problems of new generation IGNS. The research mainly includes the following aspects: The methods of optical tracking, auto registration and manifold learning will be used to build the system of AR IGNS, and to achieve the transformation from the VR navigation model to the AR navigation model. The linear elastic model, XFEM mesh, non-linear registration will be applied to solve the problem of correcting the brain deformation caused by resection and retraction, and to make the positioning accuracy of IGNS drastically enhanced. The algorithm of depth perception and multi-DTI will be introduced to solve the problems of branch fiber tracking of brain white matter and the depth judging, and we will apply them in the IGNS. The integration of DTI fiber tracking in IGNS can help the surgeon avoid the injury of the white matter fibers during operation. We will apply three inventive patents, publish five papers indexed by SCI, and develop a system of new generation IGNS. The system will pass the inspection according to the regulation of SFDA, and we will do the clinical trial at Huashan Hospital and Zhongshan Hospital. The achiements of this study will have great significance for improving the quality of neurosurgery, and for the domestic manufacturing of important medical equipment.

本项目围绕新一代神经导航系统的若干基础性问题,从理论方法、关键技术、临床验证等方面开展深入的研究与探讨。内容主要包括:采用光学跟踪、自动标定、流形学习等方法,解决医用增强现实的系统建立问题,实现神经导航仪由虚拟现实导航方式向增强现实导航方式的转变;通过线弹性模型建模、XFEM网格划分和求解、非线性配准等方法,解决术中脑变形的模拟和矫正问题,实现导航手术定位精度的大幅提升;提出深度感知和多张量示踪计算方法,解决传导束分支示踪和遮挡显示问题,并将DTI-FT理论和方法应用于神经导航系统,使它在避免脑外科手术对传导束造成损伤方面发挥重要作用。项目将申请发明专利3项,发表SCI论文≥5篇,并研制出国产新一代神经导航仪样机,样机将通过国家药监局的性能检测,并在复旦大学附属中山、华山两家三级甲等医院试验应用。研究成果对相关学科的发展,脑外科手术质量的提高,以及关键医疗装备的国产化具有重要推动作用。

项目摘要

本项目围绕新一代神经导航系统的若干重要科技问题,从理论方法、关键技术、临床验证等方面开展了深入的研究与探讨。内容主要包括:采用视频跟踪、自动标定、流形学习等方法,解决了基于平板电脑的医用增强现实的系统建立问题,实现了神经导航仪由虚拟现实导航向增强现实导航的转变;通过超粘弹性模型建模、XFEM 网格划分和求解、非线性配准等方法,解决了术中脑变形的模拟和矫正问题,实现了导航手术定位精度的大幅提升;提出深度感知和多张量示踪计算方法,解决传导束分支示踪和遮挡显示难题,并将DTI-FT 理论和方法应用于神经导航系统,使其在避免脑外科手术对传导束造成损伤方面能够发挥重要作用。基于项目研究结果获得授权专利3 项,发表SCI论文16篇,并研制出国产新一代神经导航仪样机,样机通过了国家药监局的性能检测,并在复旦大学附属中山医院(三级甲等医院)试验应用。研究成果对相关学科的发展,脑外科手术质量的提高,以及关键医疗装备的国产化具有重要推动作用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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