设备与器械

第一节　设备与器械

CAS技术主要由硬件和软件组成，目前开发的多种CAS手术系统多建立在相似的技术构成上。

一、CAS硬件主要组成部分

1．计算机工作站　用于CT影像的采集和传输。术前要求例行CT检查，并将数据以DICOM格式保存于CDR、数据磁带或网络传输导入到CAS的计算机工作站中进行三维重建，主要包括脊椎、脊髓和肿瘤的三维重建。根据重建后的图像选择椎体表面的解剖标志作为标准参照点。根据图像了解椎弓根的直径、角度及长度，选择适当型号的螺钉;了解病变及其周围结构的三维解剖关系，制定手术计划。同时实时生成虚拟的2D或3D脊柱影像，实时显示虚拟的导航工具和内固定位置。

2．导航工具探测器　对于CT介导的导航而言，可实时探测导航工具的位置，把信号传到工作站并实时将脊柱手术图像显示在屏幕上，不同厂商的手术设备其探测方式不同:有的采用主动红外发射方式，如Brainlab公司的Vector Vision系列;有的采用被动红外接收方式，如Stryker公司的NavSuite系列;Medtronic公司的Stealth Station系列则采用最常见的光学导航。

3．导航工具　用于器械配准、手术配准和辅助植入内固定等，其几何形状参数事先已输入工作站。

4．参照架　固定在手术部位的脊柱上，帮助系统跟踪手术工具的位置变化，并对由于呼吸、手术操作等因素导致的脊柱细微位移实时做出代偿调整。

二、CAS的导航软件

手术器械或探针的放置通过术前重建的CT影像来确定，有两种导航方法:器械尖端可视化和器械轴线可视化定位。

1．器械尖端可视化定位　手术器械或探针尖端可在CT影像上从横断面、额状面、矢状面三个层面显示在CT荧屏上，在每个方向的影像上都显示出尖端置入的导引线。

2．器械轴线可视化定位　钻头等直线工具在CT影像上显示的是虚拟的横断面和矢状面图像，另一图像可显示垂直工具轴线并经过尖端的情况。通常还有一幅图像显示骨骼和手术工具的三维整体观，它有助于最初的定位，然后再通过重建的CT二维图像对钻头的位置进行正确调整。