高精度神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是由復(fù)旦大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)研究中心課題組與上海交通大學(xué)課題組等經(jīng)過8年艱辛成功研制的科研成果。這個項目得到了國家自然科學(xué)基金、上海市科委重大科技攻關(guān)基金的支持。高精度神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)獲得國家三類醫(yī)療器械注冊證，并且通過ce/iso13485醫(yī)療設(shè)備國際認(rèn)證，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。有關(guān)專家稱，這個系統(tǒng)在轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)手術(shù)方式，提升我國神經(jīng)外科學(xué)術(shù)水平，推動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，迫使國外同類產(chǎn)品降價，減輕患者經(jīng)濟負(fù)擔(dān)等方面，經(jīng)濟效益十分顯著，社會效益非常大。

研究人員介紹，腦腫瘤等腦部疾病嚴(yán)重危及患者生命，顱腦手術(shù)是治療該類疾病**直接、**有效的方法。但顱腦手術(shù)風(fēng)險極高、難度很大：在手術(shù)中，醫(yī)生要將腫瘤完全切除，同時，還必須保證重要神經(jīng)結(jié)構(gòu)不受到損傷。通過臨床實踐表明，傳統(tǒng)手術(shù)方式往往很難完全實現(xiàn)這一目標(biāo)，大約20%的病例在術(shù)后存在腫瘤殘留，或者出現(xiàn)偏癱、失語等并發(fā)癥。即使國際上先進的神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，在定位精度和導(dǎo)航信息量上也不能完全滿足臨床需求：由于核心部件——光學(xué)定位儀的精度很難被掌控，導(dǎo)致存在定位誤差，因此不能**真實地反映開顱后患者腦組織形態(tài)隨時間變化的情況；顯示的圖像引導(dǎo)空間不能提供不同功能傳導(dǎo)束的位置信息，以及這些傳導(dǎo)束與腦功能和腦腫瘤間的相互關(guān)系，而造成導(dǎo)航信息量不足。自從神外手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)問世以來，上述缺陷一直未能得到很好的解決，針對這些難題的理論突破或技術(shù)發(fā)明成為國內(nèi)外同行密切關(guān)注的前沿課題。宋志堅教授帶領(lǐng)的課題組針對國際上**先進的神外手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)所存在的諸多缺陷進行了艱苦攻關(guān)，獲得了三項突破性進展：一是發(fā)明了一個能夠?qū)πg(shù)中腦變形進行實時矯正的系統(tǒng)。此系統(tǒng)基于人腦動態(tài)模型，能夠?qū)πg(shù)中腦變形引起的誤差進行實時模擬與矯正。臨床實踐表明，這一技術(shù)矯正率平均達84.3%，**高矯正率達了89.2%，從而大幅提高了導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度。這項進展被國外同行評價為目前解決導(dǎo)航術(shù)中腦變形的有效方法。二是發(fā)明了一項可以準(zhǔn)確反映腦白質(zhì)傳導(dǎo)束位置信息及示蹤情況的技術(shù)；該技術(shù)采用多張量圖像處理方法，并且結(jié)合虛擬內(nèi)鏡導(dǎo)航原理，實現(xiàn)了圖像引導(dǎo)空間腦白質(zhì)傳導(dǎo)束的準(zhǔn)確顯示。它可在導(dǎo)航手術(shù)中實時告知醫(yī)生當(dāng)前操作是否會對腦白質(zhì)傳導(dǎo)束造成損傷。通過臨床實踐表明，該發(fā)明對傳導(dǎo)束的保護具有重要臨床價值。三是發(fā)明了針對大范圍、多目標(biāo)的光學(xué)動態(tài)跟蹤技術(shù)。這一技術(shù)可顯著提升導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵部件——光學(xué)定位儀的跟蹤精度和范圍。經(jīng)過鑒定，該系統(tǒng)各項性能指標(biāo)均優(yōu)于國際上先進的同類產(chǎn)品，成為了國內(nèi)外公認(rèn)的提升光學(xué)定位儀精度的有效途徑。這些突破意味著，高精度神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)成為目前國內(nèi)外能夠?qū)πg(shù)中腦變形引起的定位誤差進行矯正，以及準(zhǔn)確反映腦白質(zhì)傳導(dǎo)束位置信息和示蹤情況的系統(tǒng)。

精度神經(jīng)外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)自問世以來，全國20家三甲醫(yī)院應(yīng)用該系統(tǒng)成功實施了膠質(zhì)瘤、血管瘤、腦膜瘤、骨纖維結(jié)構(gòu)不良、齒狀突畸形等病變的高難度手術(shù)，完成神外手術(shù)導(dǎo)航12000余例。臨床應(yīng)用的結(jié)果表明，該系統(tǒng)提高腦腫瘤的影像學(xué)完全切除率達86.7%，降低12.1%的術(shù)后并發(fā)癥，這一成果使我國神經(jīng)外科學(xué)技術(shù)躋身于國際先進行列。如今，該技術(shù)已申請發(fā)明專利20項，其中國際發(fā)明專利1項，授權(quán)發(fā)明專利15項，發(fā)表科學(xué)引文索引（sci）論文31篇，被國際權(quán)威專業(yè)學(xué)術(shù)期刊引用136次。