■本报记者 王之康 通讯员 李欣哲 龙欣怡
近年来,世界范围内脊柱退行性疾病(即融合术后最重要的并发症,包括颈椎间盘突出症、颈椎病等)患病人群愈加庞大,脊椎问题年轻化趋势明显。据统计,我国患病人数更是高达2亿。
针对这一疾病的传统治疗方法是开放手术,但切口大,且伤害高。上世纪90年代末,新兴的脊柱微创手术在一定的医疗风险下,采用微小切口或穿刺通道,在影像仪器监视下或导航技术引导下,在病变处使用各种微型器械,在可视条件下完成手术。
这虽然解决了开放手术的弊端,但同时,手术的暴露视野非常局限,并且对医生也提出了更高要求。据统计,我国现阶段可开展脊柱微创手术医师不超过300人。此外,支撑手术的重要条件——影像和导航技术,也一直缺乏配套的辅助系统和器械。
那么,如何让更多医生能够更快地掌握这种手术方式?如何让这一手术方式更加完善,以造福更多患者?
针对这一难题,四川大学学生杨莹、石武、杨志强等人组成的科研小组,在指导老师王贤帝、聂鸿飞等人的指导下,研发了“神经可视化脊柱微创手术导航系统”,为其提供了行之有效的解决方案。
日前,在第四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛上,该项目还获得了比赛初创组主赛道金奖。
术中零辐射,操作更精准
在传统的脊柱微创手术中,由于切口只有7毫米左右,医生无法亲眼看到患者体内的神经分布,需要借助CT来确定,这对医生和病人来说都会产生非常大的伤害。
“而‘神经可视化脊柱微创手术导航系统’中的重建高仿真图像技术,可以通过术前的两次CT,重建高仿真图像,实时定位神经,从而实现手术过程中的零辐射,极大减少辐射对患者和医生的伤害。”杨莹说。
除了术中零辐射,“神经可视化脊柱微创手术导航系统”项目的最大亮点便是“神经可视化”。
据杨莹介绍,传统微创手术因为不能立体可见,因此更多依靠医生的手感和经验,而“神经可视化”系统创造性地将一般应用于颅脑神经外科的神经可视化理念应用于脊柱外科,首创的定位系统能够实现1毫米的精确定位,并且进一步结合VR(虚拟现实)技术,对手术视野进行虚拟补充,使得医生对自己的操作更明确,从而降低手术难度和失误率。
“戴上VR眼镜后,神经可视化脊柱微创手术导航系统可以很直观地看到脊椎体。”亲身体验过该项技术的团队成员石武说。
此外,“神经可视化脊柱微创手术导航系统”在医生培养方面也能发挥有益的作用。该系统拥有培训设备和权威技能培训认证服务,能够服务于三甲医院需要联系微创手术的医生。
比如,老师在考核学生时,可预先设置一个穿刺点,让学生去穿刺,如果穿刺位置正确,系统会显示绿色,红色则是代表穿刺位置错误,判断非常清晰明确。
“由此,该系统可以帮助有效缩短医生技能学习实践、提高医生手术技能,帮助提升医院业务水平和服务质量,增加医疗服务供给量,最终惠及更多患者。”杨莹说。
同时,该项目还基于最大脊柱影像数据库不断优化算法,为每位患者提供精准治疗,不断提高脊柱手术的安全性和成功率,减轻患者痛苦。
它就相当于一个人开车,如果没有导航系统也可以开,但是需要自己探路,很费时间。但是,有了导航系统来辅助,就能开得更好。
打造一体化生态链
在杨莹的设想中,“神经可视化脊柱微创手术导航系统”一共具有五大核心技术。而前期,团队成员仅用半年时间,就梳理完整个项目的原理,并实现了术中零辐射、神经可视化等三大核心技术的突破。
“等五大核心技术全部研发完毕,我们就可以打造出脊柱微创领域的‘培训系统—导航系统—日间手术中心’一体化生态链了。”杨莹话语中透着坚定。
据了解,“日间手术”是一种安全可靠的手术模式,最早源自欧美发达国家,是指某些已被纳入日间手术范围内的患者,手术不在医院过夜,在一到两天内就可完成手术前基本检查、手术、手术后短暂观察、恢复和办理出院等一系列程序的一种手术模式 。
而在我国,日间手术中心较欧美发展较晚,且主要分布在三甲医院。
杨莹希望,未来可以打造脊柱微创手术日间手术中心,为患者带来更加人性化的就医体验。“日间手术中心的建立,不仅可以大大减少住院费用,降低患者焦虑,还能够节约医疗资源,缓解医患矛盾。”
除此之外,脊柱微创手术还适用于多种类型的脊柱退行性疾病。如果此项目得以顺利开展并在全国推广,患者的“腰椎间盘突出”“骨质疏松”等病症都将得到极大缓解。
据了解,该项目预计将在2020年获得国家审批,并应用于临床实践。此外,该团队目前已拥有2项软件著作权,另外还有4项专利正在申请中。
《中国科学报》 (2018-12-11 第8版 科创)