高精度神經(jīng)外科手術導航系統(tǒng)是由復旦大學數(shù)字醫(yī)學研究中心課題組與上海交通大學課題組等經(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基金、上海市科委重大科技攻關基金的支持。高精度神經(jīng)外科手術導航系統(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)療設備國際認證，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。有關專家稱，這個系統(tǒng)在轉變傳統(tǒng)手術方式，提升我國神經(jīng)外科學術水平，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)濟負擔等方面，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重危及患者生命，顱腦手術是治療該類疾病**直接、**有效的方法。但顱腦手術風險極高、難度很大：在手術中，醫(yī)生要將腫瘤完全切除，同時，還必須保證重要神經(jīng)結構不受到損傷。通過臨床實踐表明，傳統(tǒng)手術方式往往很難完全實現(xiàn)這一目標，大約20%的病例在術后存在腫瘤殘留，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)導航系統(tǒng)，在定位精度和導航信息量上也不能完全滿足臨床需求：由于核心部件——光學定位儀的精度很難被掌控，導致存在定位誤差，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；顯示的圖像引導空間不能提供不同功能傳導束的位置信息，以及這些傳導束與腦功能和腦腫瘤間的相互關系，而造成導航信息量不足。自從神外手術導航系統(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發(fā)明成為國內(nèi)外同行密切關注的前沿課題。宋志堅教授帶領的課題組針對國際上**先進的神外手術導航系統(tǒng)所存在的諸多缺陷進行了艱苦攻關，獲得了三項突破性進展：一是發(fā)明了一個能夠?qū)πg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，這一技術矯正率平均達84.3%，**高矯正率達了89.2%，從而大幅提高了導航系統(tǒng)的定位精度。這項進展被國外同行評價為目前解決導航術中腦變形的有效方法。二是發(fā)明了一項可以準確反映腦白質(zhì)傳導束位置信息及示蹤情況的技術；該技術采用多張量圖像處理方法，并且結合虛擬內(nèi)鏡導航原理，實現(xiàn)了圖像引導空間腦白質(zhì)傳導束的準確顯示。它可在導航手術中實時告知醫(yī)生當前操作是否會對腦白質(zhì)傳導束造成損傷。通過臨床實踐表明，該發(fā)明對傳導束的保護具有重要臨床價值。三是發(fā)明了針對大范圍、多目標的光學動態(tài)跟蹤技術。這一技術可顯著提升導航系統(tǒng)關鍵部件——光學定位儀的跟蹤精度和范圍。經(jīng)過鑒定，該系統(tǒng)各項性能指標均優(yōu)于國際上先進的同類產(chǎn)品，成為了國內(nèi)外公認的提升光學定位儀精度的有效途徑。這些突破意味著，高精度神經(jīng)外科手術導航系統(tǒng)成為目前國內(nèi)外能夠?qū)πg中腦變形引起的定位誤差進行矯正，以及準確反映腦白質(zhì)傳導束位置信息和示蹤情況的系統(tǒng)。

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