眼眶整复手术内窥镜导航系统的关键技术研究

眼眶外伤、炎症、肿瘤和先天异常等导致眶缘与眶壁骨性结构缺损和畸形，造成视功能障碍、眼球位置和运动异常及面中部畸形等严重问题，需要施行眼眶整复手术进行矫正。而眼眶解剖复杂、空间狭小，其内眼球和视神经等组织娇嫩、功能重要，眼眶整复手术难度大、风险高、并发症多。如何提高眼眶整复手术的安全性、精确性、准确性和微创性是目前研究的热点。本课题组在初步建立计算机辅助眼眶整复手术规划和导航系统，实现单纯性眼眶骨折内窥镜微创修复手术和多年医工合作研究基础上，创新性提出将计算机辅助眼眶手术导航系统和内窥镜技术集成，攻克眶壁菲薄骨组织建模中的识别、导航虚拟现实环境和内窥镜影像的集成和同步、以及手术规划模型和术中空间位置的准确配准等关键问题，建立符合眼眶整复手术特点、具有精确性高、并发症少、预测性强和微创特性的内窥镜导航系统。本课题的实现将解决临床工作的实际难题，为我国眼眶外科领域达到和超越国际先进水平奠定基础。

眼眶病是首位致盲、致残、造成颅面畸形，甚至导致死亡的复杂眼病，是由炎症、肿瘤、外伤和全身疾病引起的多系统跨学科的疑难疾病，主要依赖手术治疗。眼眶结构复杂、空间狭小、内含眼球和视神经等重要组织，且与颅脑和颌面相通，手术难度大、风险高，如何提高眼眶手术成功率是世界性难题。微创和精准是当前手术技术发展的两大热点，项目组在基于医工交叉和学科整合，在眼眶导航手术和内镜微创手术的基础上，突破了内镜导航整合的技术瓶颈，建立了内镜导航系统，包括眼眶专用手术规划、术中高精度定位、内镜导航整合、整体可视化定位、柔性工具尖端定位等功能模块，经可行性检测和精度测试，满足眼眶外科手术要求，应用于眼眶骨折修复、甲状腺相关眼病眼眶减压、眼眶肿瘤切除、泪道修复重建、视神经管减压等手术，完成手术300余例，术前个性化修复，术中精确引导和定位，实现了形态和功能的双重修复，大大提高了眼眶手术的疗效，手术成功率和并发症率均优于国际先进水平。开创了“影像图像对称匹配、深部组织可视可知、重要结构实时预警”的眼眶外科新模式。