【所屬領(lǐng)域】
光電信息
【痛點(diǎn)問題】
腹腔鏡是做腹部微創(chuàng)手術(shù)中必須使用的醫(yī)療器械。目前全世界的腹腔鏡都看不到輸尿管，所以醫(yī)源性的輸尿管損傷在婦科、泌尿外科和腹部外科等手術(shù)中時有發(fā)生。
輸尿管的損傷會給病人帶來極大的痛苦，還會引起尿瘺、血尿、無尿以及尿路梗阻等癥狀。如果沒有得到及時有效地處理，會引起嚴(yán)重的并發(fā)癥和后遺癥，甚至?xí)?dǎo)致病人腎臟衰竭或死亡的嚴(yán)重后果。
【成果介紹】
在現(xiàn)有成熟的腹腔鏡系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出基于圖像引導(dǎo)的輸尿管手術(shù)導(dǎo)航的新型腹腔鏡系統(tǒng)，希望提供一種有效的輸尿管檢測與顯示的解決方案應(yīng)用于臨床，以幫助到做腹部微創(chuàng)手術(shù)的醫(yī)生，減少醫(yī)患糾紛，造福于廣大的病患。
本項目提出和設(shè)計了基于圖像引導(dǎo)的輸尿管手術(shù)導(dǎo)航的新型腹腔鏡系統(tǒng)，將隱藏在人體組織內(nèi)的輸尿管檢測出來，并將其顯示在醫(yī)生的手術(shù)視野中，可以減少醫(yī)源性輸尿管手術(shù)損傷的事故發(fā)生，為腹腔內(nèi)窺鏡手術(shù)中避免輸尿管損傷提供了一種全新的解決方案。
本項目技術(shù)方案主要是通過近紅外光對輸尿管進(jìn)行標(biāo)記，然后采用多光譜相機(jī)對圖像中不同光譜信息進(jìn)行定向采集，再通過圖像去噪算法、圖像分割算法和圖像融合算法實現(xiàn)輸尿管的導(dǎo)航。該系統(tǒng)可以在腹腔鏡手術(shù)中實時地標(biāo)記出輸尿管的位置。不僅實現(xiàn)了輸尿管的智能化顯示功能，且對人體沒有副作用。
圖 1 原理示意圖
【技術(shù)優(yōu)勢】
國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)提出一些輸尿管檢測技術(shù)，其中代表性技術(shù)是利用近紅外熒光技術(shù)，用于輔助腹腔鏡手術(shù)中識別輸尿管位置，但他們在實時性、精確性、清晰度方面都有不足之處。
本項目解決了近紅外熒光技術(shù)用于檢測輸尿管位置的不足與問題，實時檢測能力強(qiáng)、圖像更流暢，是世界首臺可以實時顯示輸尿管位置的腹腔鏡系統(tǒng)。
【技術(shù)成熟度】
項目已形成原理樣機(jī)，已實施動物實驗并驗證成功，不僅可以看到正常腹腔內(nèi)部的圖像，還可以看到標(biāo)記出的輸尿管位置信息。
圖 2 項目制作完成的原理機(jī)
動物實驗（豬） 動物實驗（狗）
圖 3 完成動物實驗驗證
圖 4 分割出來的輸尿管與可見光圖像融合之后的圖像
【資質(zhì)榮譽(yù)】
1）研究項目“輸尿管導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)”在第二十三屆全國發(fā)明展覽會上獲得發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎·項目獎“金獎”。
2）研究項目“輸尿管激光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)”在中國泌尿男科“U-吉尼斯”創(chuàng)新大獎賽中獲得“優(yōu)秀獎”。
3）研究項目“2D與3D雙屏內(nèi)窺鏡”在中國高校科技成果交易會上獲得“創(chuàng)新成果獎”。
【市場前景】
據(jù)統(tǒng)計，目前腹腔鏡手術(shù)占比已超過50%，在外科手術(shù)中已成為主要手術(shù)方式。2022年全球腹腔鏡設(shè)備市場規(guī)模達(dá)到490.35億元，預(yù)計到2028年將達(dá)到1096.77億元，在預(yù)測期間腹腔鏡設(shè)備市場年復(fù)合增長率預(yù)估為14.66%。由此可見，腹腔鏡行業(yè)市場前景十分廣闊。（數(shù)據(jù)來源：《中國腹腔鏡設(shè)備行業(yè)市場調(diào)研報告》）
輸尿管導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)對提高醫(yī)療技術(shù)和推動高端醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展具有重要的意義。
（1）輸尿管術(shù)中實時導(dǎo)航可以為醫(yī)生提供實時的輸尿管位置，避免因操作不慎引起輸尿管損傷，提高手術(shù)的成功率，推進(jìn)臨床手術(shù)水平的進(jìn)步；
（2）輸尿管導(dǎo)航腹腔鏡的發(fā)明將催生一些新方法和新技術(shù)，推動了傳統(tǒng)影像診斷設(shè)備的更新?lián)Q代，推進(jìn)我國高端醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展，對打破國外醫(yī)療器械巨頭的壟斷具有重要意義。
【知識產(chǎn)權(quán)】
該成果包括8項已授權(quán)中國發(fā)明專利。
【合作方式】
專利許可、專利轉(zhuǎn)讓、作價入股、技術(shù)開發(fā)、面談等。
【聯(lián)系方式】
CG23033
