海军军医大学许硕贵教授团队研发的 “手术激光定位导航” 新技术，实现了国产舰载手术激光定位导航系统在海外的首次应用，成功为一名毛里塔尼亚患者取出手部异物。该技术原理先进，先借助影像设备扫描获取患者手部信息并建模。手术时，激光发射装置发射特定激光束在手部组织表面形成标记点，同时手术器械上的传感器实时感知其状态，计算机处理系统将这些与术前模型比对、分析，为医生提供实时导航指引。其优势明显，能实现高精度定位，将手术器械定位精度提至毫米级甚至更小，确保准确找到病灶；采用微创切口，减少组织损伤，利于患者术后快速康复。此技术为手术治疗带来新突破，前景广阔。
一、引言
在医疗领域，手术的精准性一直是至关重要的追求目标。每一次手术操作都如同在人体这一精密 “仪器” 上进行细致的修复与雕琢，而如何更精准地定位病灶、减少手术创伤并提高手术成功率，始终是科研人员和医务工作者不断探索的方向。海军军医大学许硕贵教授团队研发的 “手术激光定位导航” 新技术，便是在这一探索道路上的一项重大创新成果。这项技术在实际应用中展现出了卓越的性能，为手术治疗带来了全新的模式和更高的精准度。
二、手术激光定位导航技术的研发背景
随着现代医学的不断发展，手术的复杂性也日益增加。在许多情况下，病灶的准确定位成为了手术成功的关键因素之一。传统的定位方法往往依赖于医生的经验、术前的影像学检查（如 X 光、CT、MRI 等）以及术中的手动探查。然而，这些方法存在着一定的局限性。
例如，仅凭医生的经验进行定位，在面对一些位置较为特殊、形态不规则或体积较小的病灶时，可能会出现偏差。术前的影像学检查虽然能够提供病灶的大致位置信息，但在手术过程中，由于人体组织的移动、变形等因素，实际操作时仍可能难以精确找到病灶。而术中的手动探查则可能导致较大的手术创伤，增加患者的痛苦和术后恢复的难度。
正是基于这些传统定位方法的不足，许硕贵教授团队致力于研发一种更加精准、高效且创伤更小的定位导航技术，“手术激光定位导航” 新技术应运而生。
三、手术激光定位导航技术的原理及构成
（一）核心原理手术激光定位导航技术的核心原理是利用激光的特性以及先进的计算机图像处理技术，实现对手术病灶的实时、精准定位和导航。
激光具有高方向性、高亮度和单色性等特点，能够在复杂的人体组织环境中形成清晰可辨的标记点或光线轨迹。通过在手术区域周围设置特定的激光发射装置，这些激光束可以按照预设的程序投射到人体组织表面，形成与病灶位置相关的标记图案或光线路径。
同时，计算机图像处理技术则负责对术前的影像学资料（如 CT、MRI 图像）进行深度分析和处理。首先，将患者的影像学数据导入专业的计算机软件系统，软件会根据人体解剖学的标准模型，对图像中的各种组织器官以及病灶进行识别、分割和三维建模。这样就得到了一个包含病灶详细信息（如位置、大小、形状等）以及周围组织解剖结构的虚拟三维模型。
在手术过程中，计算机系统会实时采集激光在人体组织表面形成的标记信息，并将其与术前建立的虚拟三维模型进行比对和匹配。通过不断地分析和计算，确定手术器械相对于病灶的准确位置和运动轨迹，从而为医生提供实时的导航指引。
（二）主要构成部分
激光发射装置这是手术激光定位导航系统的重要组成部分，负责发射具有特定波长和能量的激光束。激光发射装置通常采用小型化、高精度的设计，能够根据手术需求灵活调整激光的发射角度、强度和频率等参数。为了确保激光在人体组织中的良好传播和标记效果，激光的波长一般选择在对人体组织穿透性较好且不易被吸收的波段，如近红外波段。计算机处理系统计算机处理系统是整个技术的核心大脑，承担着对影像学资料进行处理、对激光标记信息进行分析以及对手术器械位置进行实时监测和导航的重要任务。它配备了高性能的处理器、大容量的内存和专业的图像处理软件，能够快速、准确地完成各种复杂的计算和分析工作。在手术过程中，计算机处理系统通过与激光发射装置和手术器械上的传感器进行实时通信，实现数据的交互和共享，从而保证导航功能的顺利实现。传感器传感器安装在手术器械上，用于实时感知手术器械的位置、姿态和运动方向等信息。常见的传感器类型包括加速度传感器、陀螺仪传感器和磁传感器等。这些传感器能够将手术器械的实时状态转化为电信号，并通过无线或有线的方式传输给计算机处理系统。通过与激光标记信息和虚拟三维模型的比对，计算机系统可以准确掌握手术器械在人体组织中的具体位置，进而为医生提供精准的导航提示。显示设备显示设备用于在手术过程中向医生直观地展示手术器械相对于病灶的位置关系、激光标记图案以及虚拟三维模型等信息。通常采用高清、大屏幕的显示器，能够清晰地呈现各种复杂的图像和数据，让医生在手术过程中一目了然地了解手术进展情况，以便及时调整手术策略。四、手术激光定位导航技术的操作流程及优势
（一）操作流程
术前准备在手术前，首先要对患者进行全面的影像学检查（如 CT、MRI 等），获取高质量的影像学资料。这些资料将作为计算机处理系统进行三维建模的基础数据。同时，要将手术激光定位导航系统的各个部件进行正确安装和调试，确保激光发射装置能够准确发射激光束，计算机处理系统能够正常运行，传感器能够准确感知手术器械的状态，显示设备能够清晰显示相关信息。三维建模将患者的影像学资料导入计算机处理系统后，软件会按照人体解剖学的标准模型对图像进行处理，识别出各种组织器官和病灶，并对其进行三维建模。这个过程需要一定的时间，通常根据影像学资料的复杂程度和计算机处理能力而定。在建模完成后，医生可以通过显示设备对虚拟三维模型进行详细查看，了解病灶的详细位置、大小、形状等信息，以及周围组织的解剖结构。激光定位在手术开始时，激光发射装置会根据预设的程序发射激光束到人体组织表面，形成与病灶位置相关的标记图案或光线路径。这些激光标记信息会被计算机处理系统实时采集，并与术前建立的虚拟三维模型进行比对和匹配。通过不断地分析和计算，确定手术器械相对于病灶的准确位置和运动轨迹，为医生提供实时的导航指引。手术操作在激光导引下，医生通过局部麻醉，以微创切口进入人体组织。在手术过程中，医生手持手术器械，根据计算机处理系统提供的导航提示，沿着激光标记的路径缓慢移动手术器械，准确找到病灶。在找到病灶后，医生可以根据具体情况进行相应的手术操作，如切除病灶、修复组织等。（二）优势
精准定位手术激光定位导航技术能够实现极高的定位精度，将手术器械的定位精度提高到毫米甚至更小的级别。这得益于激光的高方向性和计算机系统的实时比对功能。通过激光标记点和虚拟三维模型的精确匹配，医生可以在手术中准确无误地找到病灶，避免了传统定位方法可能出现的偏差和误差，大大提高了手术的成功率。微创操作该技术采用微创切口进入人体组织，在激光导引下准确找到病灶，避免了传统手术中为了寻找病灶而进行大面积切开和探查的情况。微创切口不仅减少了手术对人体组织的损伤，降低了术后感染的风险，而且有利于患者术后的快速康复，最大限度地保留了人体组织的功能。实时导航在手术过程中，计算机处理系统会实时为医生提供导航指引，显示手术器械相对于病灶的位置关系、激光标记图案以及虚拟三维模型等信息。医生可以根据这些实时导航信息及时调整手术策略，确保手术操作沿着正确的路径进行，避免了盲目操作可能带来的风险，使手术过程更加安全、高效。多学科融合手术激光定位导航技术涉及激光技术、计算机科学、医学影像学、解剖学等多个学科领域，是多学科融合的典范。这种多学科融合的特点使得该技术能够充分利用各个学科的优势，为手术精准定位和导航提供全面的支持，也为未来医疗技术的发展提供了新的思路和方向。五、在实际手术中的应用案例及效果
以海军军医大学许硕贵教授团队为一名毛里塔尼亚患者成功取出手部异物的手术为例，来具体展示手术激光定位导航技术的应用效果。
该患者手部存在异物，由于异物位置难以确定，当地医院在处理该病例时遇到了困难。传统的手术方法可能需要较大范围的切开手部组织来寻找异物，这将导致手部创伤较大，增加患者的痛苦和术后恢复的难度。
在使用手术激光定位导航技术时，首先进行了术前的影像学检查，获取了患者手部的详细影像资料。计算机处理系统对这些资料进行处理后，建立了包含手部组织和异物的虚拟三维模型。
在手术过程中，激光发射装置发射激光束到手部组织表面，形成了清晰可辨的标记图案。计算机处理系统实时采集激光标记信息，并与虚拟三维模型进行比对和匹配，确定了手术器械相对于异物的准确位置和运动轨迹。
医生通过局部麻醉，以微创切口在激光导引下成功找到异物。由于手术过程中能够精准定位，无需进行大面积切开手部组织，所以手部创伤极小。在取出异物后，患者的手部恢复情况良好，未出现明显的术后感染等并发症，且手部功能也得到了较好的保留。
通过这个案例可以看出，手术激光定位导航技术在实际手术中的应用能够有效解决传统手术定位难、创伤大等问题，为患者提供了更加精准、微创、安全的手术治疗方案。
六、手术激光定位导航技术的发展前景及意义
（一）发展前景随着科技的不断进步，手术激光定位导航技术有望在以下几个方面得到进一步发展：
提高定位精度未来，通过不断优化激光发射装置的性能、改进计算机图像处理算法以及提升传感器的灵敏度等措施，有望将手术器械的定位精度进一步提高，甚至达到微米级别的精度，从而为更加精细的手术操作提供支持。拓展应用领域目前，该技术主要应用于外科手术中的病灶定位和导航，但随着技术的成熟和完善，有望拓展到其他医学领域，如介入治疗、神经外科手术、眼科手术等，为更多类型的手术提供精准定位和导航服务。与其他医疗技术融合手术激光定位导航技术可以与其他先进的医疗技术，如机器人手术技术、3D 打印技术等进行融合。例如，与机器人手术技术融合后，可以实现更加自动化、精准化的手术操作；与 3D 打印技术融合后，可以根据术前建立的虚拟三维模型打印出与患者解剖结构完全匹配的手术辅助器械或植入物，进一步提高手术的精准度和效果。（二）意义
对患者而言手术激光定位导航技术为患者提供了更加精准、微创、安全的手术治疗方案，减少了手术创伤，降低了术后感染的风险，有利于患者术后的快速康复，最大限度地保留了人体组织的功能，从而提高了患者的生活质量。对医务工作者而言该技术为医务工作者提供了一种全新的手术定位和导航工具，帮助他们更加准确地找到病灶，提高了手术的成功率，降低了手术风险，同时也减轻了他们在手术过程中的工作压力，使他们能够更加专注于手术操作本身。对医疗行业而言手术激光活动导航技术的出现推动了医疗行业向精准医疗方向发展，促进了多学科融合，为未来医疗技术的发展提供了新的思路和方向。它也有助于提升医疗行业的整体技术水平，增强医疗行业在国际上的竞争力。手术激光定位导航技术是一项具有重大创新意义的医疗技术，它在精准定位、微创操作、实时导航以及多学科融合等方面展现出了卓越的优势，为手术治疗带来了全新的模式和更高的精准度。随着技术的不断发展和完善，相信它将在未来的医疗领域发挥更加重要的作用，为更多患者带来福音。
