智能手机增强现实联合脑表面形态学多模态定位在幕上病变手术切除中的应用研究

本研究针对神经外科手术中病灶精确定位的临床难题，创新性地将智能手机增强现实(AR)技术与脑表面形态学特征(脑沟回形态、浅表静脉及二者组合)相结合，通过3D Slicer三维重建和Persp 3D应用程序实现病灶可视化投影，在34例幕上病变患者中实现100%定位准确率和完全切除，为微创神经外科提供了便捷高效的新型多模态定位方案。

　　

在神经外科领域，精准定位颅内病灶始终是手术成功的关键挑战。传统神经导航系统虽然能提供一定帮助，但存在设备昂贵、操作复杂等问题，尤其对于缺乏术中MRI等高端设备的医疗单位更为突出。与此同时，增强现实(AR)技术近年虽被尝试应用于神经外科，但单纯依赖AR投影仍难以解决开颅后脑组织移位导致的定位偏差问题。如何通过经济便捷的技术手段实现从体表到脑实质的全流程精确定位，成为亟待突破的临床技术瓶颈。

西安交通大学第一附属医院神经外科团队在《World Journal of Acupuncture - Moxibustion》发表的研究中，开创性地提出"智能手机AR+脑表面形态学"的双重定位策略。该研究通过3D Slicer软件对34例患者(包括脑胶质瘤、局灶性皮质发育不良和海绵状血管瘤)的MRI数据进行多模态图像配准，重建脑组织、病灶及血管三维模型后，利用Persp 3D应用程序将颅内结构投影至患者头皮指导开颅设计。开颅后进一步借助脑沟回形态、浅表静脉或二者组合进行二次确认，最终实现所有病例的完全切除且无并发症。

关键技术包括：1)基于智能手机的AR投影系统(Persp 3D)；2)多模态影像三维重建(3D Slicer)；3)脑表面形态学特征分类应用(8例纯脑沟回定位、5例纯静脉定位、21例联合定位)。研究创新性地建立三级定位体系：术前AR规划→术中脑表面解剖标志验证→病灶切除，其中61.8%病例采用脑沟回+静脉的双重形态学确认模式。

研究结果部分显示：
BACKGROUND：阐明AR技术在神经外科的应用现状及脑表面形态学定位的未开发潜力。
METHODS：详述从三维重建到AR投影的全流程技术路线，特别强调三种脑表面定位模式的操作细节。
RESULTS：38.2%为胶质瘤，44.1%为局灶性皮质发育不良，17.6%为海绵状血管瘤，所有病例均实现R0切除(完全切除)。
CONCLUSIONS：证实该联合定位法具有设备门槛低(仅需智能手机)、学习曲线短、定位准确度高三大优势。

该研究的突破性在于：首次系统论证脑表面自然解剖标志可作为AR技术的有效补充，通过"数字导航+生物标记"的双保险机制，显著提升基层医院的精准神经外科能力。特别是对癫痫外科常见的局灶性皮质发育不良病例，联合定位法能有效规避皮层电生理监测的设备依赖性问题。研究者建议将脑沟回形态学参数纳入AR系统的智能匹配数据库，这为下一代神经导航系统的开发提供了重要思路。