神外前沿讯，3D结构光（Holoshot?）是一项刚刚诞生的手术机器人注册新技术，这项前沿技术目前对很多人来说，还有一层神秘的面纱。究竟什么是3D结构光？在临床的真实环境中如何应用？是否能够做到又快又准的注册？
医院神经外科王宏伟医生团队，从年6月初开始，在国内开展了3D结构光机器人辅助活检手术，初步积累了应用经验。
王宏伟博士认为3D结构光注册技术又快又准，能够将注册时间从传统方式的20分钟缩减到1分钟左右，并且注册误差不超过1毫米，完全满足临床的精度要求。
3D结构光定位的手术演示视频（点击上图收看）
案例讲解视频（点击下图）访谈要点神外前沿：目前贵科室应用3D结构光机器人做了多少例手术？
王宏伟：我们也是刚刚开始应用，有五、六例了。对于适合的患者，我们都是推荐用3D结构光注册方法的。
神外前沿：请问怎么验证3D结构光的准确性呢？
王宏伟：常规的头钉注册，我们注册完后都要重新验证，用针头碰触某些点，看是不是在预定的位置，这是传统的验证方法。
3D结构光注册同样是这个道理，就是在人面部任意取一个标志或者解剖结构点，然后结构光发射一个红点，指哪打哪反馈到影像观察仍是这个点，就代表精度没有问题。
另外，3D结构光验证也非常快。原来传统的验证可能需要几分钟时间，结构光验就半分钟，比原来的验证快得多。
神外前沿：用3D结构光注册，在活检手术中大概节约了10~20分钟注册时间？
王宏伟：首先结构光注册不需要术前准备标记点，可以节省30分钟，还可以节省手术当天一早去扫描影像时间。传统的方法，注册时间基本上在20分钟以上；3D结构光注册，大约1分钟时间，确实很快。
神外前沿：我们知道，光学导航也有面部的注册功能，也不用打头钉，直接扫一下就可以，请问这两者注册上有什么区别吗？
王宏伟：两者区别很大。
导航注册是比较传统的点对点的扫描。医院也有两个主流的神经导航产品，不管是碰触式的，还是用摄像头发射红点扫描性的导航，其原理都是通过摄像头发射的激光红点进行的，或者触碰的，可以理解为“盲人摸象”那样，用手摸脸，然后通过触摸的范围来识别。
3D结构光注册原理就不一样，3D结构光相当于拿一张照片，在人脸上几百万像素拍照，提取百万级的点，构成点云，然后结合深度的计算，可以达到非常精确的认证效果，和手机人脸识别一样道理，就是所见即所得，而且是即时认证。
从扫描角度看，导航精度肯定不如3D结构光，导航一点一点扫描，不是点云，差别很大。
误差方面，实际工作中，导航显示误差一般都在2毫米以上，这还是在CT做得很精准扫描的理想情况下。如果稍微差点，误差可能到3-4毫米以上。这对于常规肿瘤的定位没问题，也可以满足临床的基本操作要求了。
但这样的误差，对一些有特殊要求的手术肯定不适合，比如像帕金森的DBS术、癫痫手术的SEEG、活检手术。如果误差达到2毫米以上，是绝对不允许的。
神外前沿：您提到的手术案例中，用3D结构光的注册精度能达到0.2~0.3毫米水平（详见案例讲解视频）？
王宏伟：我们刚刚完成的一个手术，显示是0.26毫米，这是计算的精度，我们还要考虑到机械臂牵引、机器系统复杂性等方面可能累计的误差，但就算再大的误差，也还是在零点几毫米以内，误差也不会超过1毫米，足够满足临床应用。
神外前沿：3D结构光扫描人面部之后，和之前的哪些影像数据进行配准？
王宏伟：扫描面部可以和术前任意磁共振或CT影像进行配准，配准和CT磁共振的原理相关。3D结构光注册，不管是导航还是手术机器人，建议以CT为基准，因为CT不存在漂移现象。我们一般建议在一毫米以下的薄层CT扫描作为基准像，而非磁共振。当然，现在有工作站强大的计算能力，可以将CT和磁共振融合后，磁共振漂移现象基本上忽略不计了。
病例资料1.患者于3年前在北京XX医院行左额叶胶质瘤切除术。现考虑肿瘤复发。患者及家属不考虑再次手术治疗。为求病理明确性质以便下一步行放化疗或电场治疗，特来我院行立体定向活检。
2.术前CT
3.术前MRI
4.机器人立体定向活检。术中应用3D结构光注册，简化手术流程。
5.术中快速病理报告为星形细胞瘤Ⅲ级，不排除IV级可能。
6.术后第二天CT示活检灶部位正确。
受访者简介王宏伟，医学博士，医院神经外科副主任医师；山东省疼痛医学会神经外科副主任委员。年毕业于山东医科大学临床医疗系本科，年获医学博士学位。从事神经外科专业多年，各种颅内和脊髓肿瘤、颅脑外伤，功能和先天性神经外科疾病的诊断和治疗工作，善于利用机器人，神经导航微创神经外科手术治疗。
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