基于增强现实和超细径摄像头的胸腔闭式引流穿刺可视化系统

秦伟¹，王殊轶¹，陈学瑜²，庄一唯¹，沈亦纯¹，申雨涵¹

（1.          上海理工大学 健康科学与工程学院，上海 200093；2. 上海交通大学医学院附属瑞金医院 胸外科，上海 201800） 

摘要：胸腔闭式引流术在临床中可以利用带针胸管进行胸腔积液或积气的治疗，但目前手术中的穿刺过程是不可视的，存在手术失败的风险。因此，有必要设计一套具有可视功能的胸腔闭式引流穿刺可视化系统。增强现实（AR）技术可以辅助看到患者体内的解剖结构并确定体表插入点，我们还对目前使用的带针胸管进行了结构改进，通过嵌入超细径摄像头实现穿刺过程中的实时可视化。进行了模拟实验，测量了AR方法的总体配准误差范围在(3.59±0.53) mm，这表明其具有临床应用的潜力。超细径摄像头模组和改进的带针胸管可以及时反映针尖在人体内的位置。通过对比实验发现，与传统方法相比，视频引导可以提高穿刺过程的安全性。最后，通过问卷测试对系统的可用性进行了定性评估。本系统有助于实现胸腔闭式引流穿刺操作的可视化，为提高操作步骤的准确性和安全性提供了实施方案，此方法有利于缩短学习曲线，提高医生的熟练程度。

关键词：胸腔闭式引流，可视化，增强现实，带针胸管，超细径摄像头

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Cite this article:

Qin, W., Wang, S., Chen, X. et al. Visualization System for Closed Thoracic Drainage Puncture Based on Augmented Reality and Ultrafine Diameter Camera. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) 30, 417–424 (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-025-2808-6