1.本课题来源与背景：课题来源广东省科技计划重大科技专项项目“数字化微创导航技术的研发及在肝胆胰外科的应用研究”（2012A080203013）。该项目将现代影像学、计算机图像处理、解剖学和外科手术学结合起来，应用虚拟现实手段进行人体腹部外科疾病研究，对深入了解人体器官的内部结构、外科疾病的诊断和精准外科治疗具有一定的研究意义和科研价值。原发性肝癌死亡率居广东省恶性肿瘤首位，外科手术是首选。CT或MR单一模态成像都不能完整提供精确的解剖信息，三维重建、手术规划的准确性和可靠性低，难以指导精准手术。

    2.技术原理与性能指标：腹部穿刺导航系统的总体研究方案大致包含三个部分即：术前手术规划，术中配准及穿刺导航。导航流程为：术前对病人做CT扫描获取病人DICOM影像数据，之后传入导航系统进行病人术前数据的预处理包括手术路径规划、图像肿瘤分割及用于术中配准（注册）的术前图像数据生成等，手术过程中结合空间定位系统和术中成像设备获取术中病人物理空间数据，并与术前图像数据做融合，最后根据融合后的数据做实时三维可视化显示用于指导医生进行手术。手术导航软件部分主要由基本功能软件和高级功能软件模块组成，其中，基本功能模块是按照临床手术的操作顺序划定的，是经皮肝穿刺置管、硬镜、体外震波碎石相联合的导航系统和腹腔镜下肝脏手术导航系统共用的，每次导航都要使用。高级功能软件模块中包括以下部分：用于肝脏变形的处理软件。基本功能模块对应于软件运行的某个阶段。

    3.技术的创造性与先进性：研发的“腹部外科手术导航系统”利用活人体的肝胆胰的螺旋CT数据，利用拥有自主知识产权的腹部医学图像三维可视化系统（MI-3DVS）进行三维重建以及软件制作，利用光学定位或磁定位系统，实现实时手术导航。将快速3D/2D 多模图像配准、融合技术应用于导航系统，解决虚拟手术研究中的精度与速度矛盾。提出并实现可逆虚拟任意切割理论，增强了虚拟手术的真实感，仿真手术过程更贴近临床实际。

    4.技术的成熟程度，适用范围和安全性： 本研究将数字医学3D技术和微创外科技术相结合，实现肝胆胰疾病解剖数字化、诊断程序化、手术导航微创精确化。导航系统及相关软件的开发和推广将改变我国原有的医学诊疗模式，运用全方位的数字化诊疗装备，数字化医学教学手段，数字化的医疗服务模式，实现医学研究及医学产业的跨越式发展。

    5.应用情况及存在的问题：技术目前非常成熟，适用于肝胆胰外科手术三维诊治模式。在三维可视化、仿真手术指导下实施的手术，极大地解除了患者痛苦，提高了手术成功率，实现了肝胆胰外科解剖数字化、诊断程序化和手术可视化。目前本成果已经在全国186家大型医院推广应用，对推动我国肝胆胰3D外科新时代的到来有重要意义。我们将三维可视化图像应用到医患沟通，邀请患者家属参加术前讨论，未发生1例医疗纠纷。

    6.历年获奖情况；本项目获得成果如下：（1）软件著作权 1项：旭东腹部CT图像后处理软件V1.0软著登字第0594006 2013SR088244。（2）获得医疗器械产品注册证1项：2013年3月1日，在广东省食品药品监督管理局成功注册了产品《腹部CT图像后处理软件》，并获得了注册证书，注册号为：粤食药监械（准）字2013第2700186号。（3）建立了医疗器械质量管理体系：深圳旭东精工有限公司通过了医疗器械质量管理体系认证考核，并获得了北京国医械华光认证有限公司颁发的《医疗器械质量管理体系认证证书》(ISO 13485 )和《质量管理体系认证证书》（ISO 9001）。（4）完成了外科手术导航系统样机1台，其距离测量误差≤5mm；定位误差应≤5mm，达到国际先进水平；完成临床应用病例40例。产品正在申请生产许可证和注册证。（5）申请发明专利10项，已授权4项。（6）发表论文30篇，其中SCI 8篇；已编写《数字化肝脏外科学》、《数字化胰腺外科学》《数字化胆道外科学》论著三本，作为副主编参编十三五规划教材《数字医学概论》。培养研究生博士2人，硕士3人。（6）2014年10月，荣获由广东省质量协会、广东省总工会、共青团广东省委员会、广东省妇女联合会和广东省科学技术协会五家单位联合颁发的“二〇一四广东省用户满意服务明星班组称号”，是唯一一家获此殊荣医疗单位；（7）主编出版适用于本科生、研究生学习的专著，对医学生和青年医师进行医学知识的数字化教学，改变了传统教学模式，缩短了学习曲线和培养时间。为我国数字医学创建和发展作出重要贡献。