这里所说的计算机辅助医学是指用于辅助外科手术的模拟技术。在外科手术当中,虚拟辅助技术主要应用于进行“感知,推理和行动”。与虚拟导航技术联系在一起的信息,在这一领域中占有关键性的位置。在手术之前,医生需要对病态组织的状况做出准确的判断,这对图像的质量有着很高的要求。在这个领域,软件的开发与减少病人的痛苦是直接联系在一起的。

    软件“开道”

    在“朗克多克鲁西雍软件孵化器”科技园中,洛朗·鲁热(Laurent Rougé)开办了一家名为MENTA Engineering的创新企业。洛朗·鲁热与蒙伯利埃大学的两位教师兼研究员一起,开发出了集成电路用的“虚拟元件”(Intellectual Proper-ty)。这种虚拟元件通过新的编码算法,能够帮助加快和提高图像软件的压缩能力(尤其是视频图像)。这样,虚拟元件通过其算法所特有的对图像的分割,可以引导数据的采集。然后再根据采集到的数据,几乎是以同时的方式,以非常高的解析率对数字图像进行分析。

    “脊柱外科生物机械模拟计划”是由全国健康技术网(RNTS)颁发了标签的一项研究计划。这项计划目前用于手术前的模拟,其目的是开发出一种用于为各种脊柱疾病的外科手术治疗提供决策辅助的数字模型和虚拟演示软件。

    为手术准备服务的虚拟和现实

    在手术矫形外科学中,Praxim公司开发的工具BoneMorphing可以根据肢体的统计学模型,对病人的骨头进行重建。这种技术原理是:用一个传感器探头在人的肢体上探查,同时IR摄像机将探查到的位置记录下来,然后再通过仪器的软件进行处理。摄像机通过三角定位,传感器探头和设置了反光片的肢体,确定具体位置。数据通过摄像的方式进行采集,所以具有动态和动感的特点,然后再以虚拟的方式做出规划,确定角度测量值、骨头的断面等等。

    从虚拟到实践

    CREATIS中心开发了一系列的软件,其中也包括立体平面图像技术,通过硅材料制作的冠状动脉和血管模型,可以模拟在体内放置植入物的外科手术动作。经过模拟的学习之后,再在病人身上实施。Praxim公司开发的软件可以在计算机屏幕上为外科手术医生建立手术方案,根据为每个病人和每种病况而建立的手术要求,确定手术中器械和植入物的确切位置。然后再由导航系统引导外科手术器械的动作,器械上配备有无源传感器或反射片。IMPACT项目中的计算机辅助血管内导航技术,则可以确定血管内的器具使用(血管内的植入物,放射源等等)。其运动的轨迹在模拟手术过程中通过X光2D观察进行“跟踪”,由显示屏显示,由此而获得的一些数据纳入术前的准备(3D)。再由两者之间的对应关系引导外科手术的动作。