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腹腔鏡是做腹部微創(chuàng)手術中必須使用的醫(yī)療器械。目前全世界的腹腔鏡都看不到輸尿管，所以醫(yī)源性的輸尿管損傷在婦科、泌尿外科和腹部外科等手術中時有發(fā)生。

輸尿管的損傷會給病人帶來極大的痛苦，還會引起尿瘺、血尿、無尿以及尿路梗阻等癥狀。如果沒有得到及時有效地處理，會引起嚴重的并發(fā)癥和后遺癥，甚至會導致病人腎臟衰竭或死亡的嚴重后果。

在現(xiàn)有成熟的腹腔鏡系統(tǒng)的基礎上，提出基于圖像引導的輸尿管手術導航的新型腹腔鏡系統(tǒng)，希望提供一種有效的輸尿管檢測與顯示的解決方案應用于臨床，以幫助到做腹部微創(chuàng)手術的醫(yī)生，減少醫(yī)患糾紛，造福于廣大的病患。

本項目提出和設計了基于圖像引導的輸尿管手術導航的新型腹腔鏡系統(tǒng)，將隱藏在人體組織內(nèi)的輸尿管檢測出來，并將其顯示在醫(yī)生的手術視野中，可以減少醫(yī)源性輸尿管手術損傷的事故發(fā)生，為腹腔內(nèi)窺鏡手術中避免輸尿管損傷提供了一種全新的解決方案。

本項目技術方案主要是通過近紅外光對輸尿管進行標記，然后采用多光譜相機對圖像中不同光譜信息進行定向采集，再通過圖像去噪算法、圖像分割算法和圖像融合算法實現(xiàn)輸尿管的導航。該系統(tǒng)可以在腹腔鏡手術中實時地標記出輸尿管的位置。不僅實現(xiàn)了輸尿管的智能化顯示功能，且對人體沒有副作用。

圖1 原理示意圖

國內(nèi)外研究機構提出一些輸尿管檢測技術，其中代表性技術是利用近紅外熒光技術，用于輔助腹腔鏡手術中識別輸尿管位置，但他們在實時性、精確性，清晰度方面都有不足之處。本項目解決了近紅外熒光技術用于檢測輸尿管位置的不足與問題，實時檢測能力強、圖像更流暢，是世界首臺可以實時顯示輸尿管位置的腹腔鏡系統(tǒng)。

項目已形成原理樣機，已實施動物實驗并驗證成功，不僅可以看到正常腹腔內(nèi)部的圖像，還可以看到標記出的輸尿管位置信息。

圖2 項目制作完成的原理機

圖3 完成動物實驗驗證

圖4 分割出來的輸尿管與可見光圖像融合之后的圖像

1）研究項目“輸尿管導航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)”在第二十三屆全國發(fā)明展覽會上獲得發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎·項目獎“金獎”。

2）研究項目“輸尿管激光導航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)”在中國泌尿男科“U-吉尼斯”創(chuàng)新大獎賽中獲得“優(yōu)秀獎”。

3）研究項目“2D與3D雙屏內(nèi)窺鏡”在中國高?？萍汲晒灰讜汐@得“創(chuàng)新成果獎”。

據(jù)統(tǒng)計，目前腹腔鏡手術占比已超過50%，在外科手術中已成為主要手術方式。2022年全球腹腔鏡設備市場規(guī)模達到490.35億元，預計到2028年將達到1096.77億元，在預測期間腹腔鏡設備市場年復合增長率預估為14.66%。由此可見，腹腔鏡行業(yè)市場前景十分廣闊。（數(shù)據(jù)來源：《中國腹腔鏡設備行業(yè)市場調(diào)研報告》）

輸尿管導航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)對提高醫(yī)療技術和推動高端醫(yī)療設備的發(fā)展具有重要的意義。

（1）輸尿管術中實時導航可以為醫(yī)生提供實時的輸尿管位置，避免因操作不慎引起輸尿管損傷，提高手術的成功率，推進臨床手術水平的進步；

（2）輸尿管導航腹腔鏡的發(fā)明將催生一些新方法和新技術，推動傳統(tǒng)影像診斷設備的更新?lián)Q代，推進我國高端醫(yī)療設備的發(fā)展，對打破國外醫(yī)療器械巨頭的壟斷具有重要意義。

該成果包括8項已授權中國發(fā)明專利。

專利許可、專利轉讓、作價入股、技術開發(fā)、面談等。