软件工程在手术导航领域的应用分析

2017-12-27卢曙光

移动信息 2017年8期

卢曙光

武汉大学信息管理学院，湖北武汉 430072

引言

计算机行业的不断发展促进了我国经济社会的繁荣，同时软件工程作为计算机时代的一个标志也不断被应用到医学中，对一些手术导航领域的发展也起到了至关重要的作用。在我国现有的医学条件中，利用软件工程可以更好地促进医学成像，进而促进手术的顺利进行。因此，软件工程的开发与利用也在一定程度上引起了国家和社会的高度重视。

1 软件工程的起源

现阶段，计算机已经普及到各个领域。随着计算机技术的不断普及，一些与其对应的问题和矛盾逐渐显现，导致传统产业中的软件开发面临着严峻的挑战。传统的软件开发主要依靠技术人员自身的开发技术与技能。这种软件开发技术使得在软件应用之后出现的一些问题很难被发现。面对这些问题，需要一种新型的软件开发技术来适应时代的发展需求，因此软件工程便逐渐被引入计算机软件开发中。同时，软件工程也慢慢被应用到各个领域，因为它涉及面比较广，主要包括程序设计语言、数据库、软件开发工具以及设计模式等多个方面。各个行业几乎都有计算机软件的应用，比如医疗、工业、农业、航空等。这些应用促进了经济和社会的发展，在保障人们健康的同时不断改善着人们的生活[1]。

2 软件工程在手术导航领域的应用分析

2.1 虚拟手术

我国科技的不断发展，带动了我国医疗事业的全面发展与革新。在此过程中，一些新时代的医疗系统也不断被应用到临床手术中，提高了手术成功的概率。首先，对于虚拟手术来说，主要是在手术之前进行模拟实验。在实验过程中，对于软件工程学科的要求非常高。采用虚拟手术的方法，可以使医生摆脱传统手术中的问题，在一定程度上降低医生的盲目性操作，进而为患者的手术安全提供保障，增加手术成功的可能性[2]。

2.2 手术导航系统

现阶段医疗行业正在不断发展与创新。在这个过程中，软件系统起到了至关重要的作用。在软件系统的开发与应用过程中，许多医学成功实例值得我们借鉴。软件工程在医疗企业中应用最多的是手术导航系统。手术导航系统主要是将现代影像技术、立体定向技术以及电子计算机技术相结合，通过医学成像的方法辅助手术的顺利进行。这种系统近年来在国内外得到了迅速的发展和应用，并且其临床范围已经从神经外科领域逐步扩展到外科等。医学成像已经摆脱了传统的显微镜成像技术，同时随着科技的不断发展，一些CT成像、X光技术以及核磁共振技术已经被逐渐应用到医学检验中，为手术良好的进行奠定了坚实的基础。但是在传统的医学导航方法中，医生结合一些CT图像或者核磁共振图像所展示的内容，根据自己的个人经验对病人的具体患病位置进行假定与猜想，使医生在手术前不能够对病人的病灶进行具体定位，进而在一定程度上影响了手术成功的可能性。在这种情况下，只有不断完善新型的手术导航系统，通过新型的成像方法，使医生在手术前能够更加准确、直观地找准病人的病灶，才能确保手术顺利进行[3]。

近年来，一些计算机辅助外科手术系统以及基于图像的外科手术导航系统等的不断出现为医学事业的蓬勃发展奠定了坚实的基础。首先，对于计算机辅助外科手术来说，主要是通过相应的计算机软件直接或者间接参与外科手术主要包括术前诊断、远程手术以及虚拟现实结合等几个方面。计算机软件的使用，使病人的患病位置得到更准确的呈现。利用这项技术，医生可以在在手术前准确地获得手术部位的三维信息，制订手术计划。基于图像的手术导航技术通过融合计算机、影像、医学等技术，将3D图像显示与病人真正手术部位相结合。在此过程中，使用者可以通过计算机所描绘的虚拟场景获得额外的信息，从而不断增强实际手术环境，使医生通过准确的医学图像信息更好地进行手术。

2.3 实际临床应用

软件工程的不断发展，在促进我国社会不断发展的同时，也推动了手术导航领域的发展。手术导航系统的不断应用，保障了临床手术的顺利进行，也保证了患者的健康安全。对手术导航系统应用最广的神经外科方面来说，通过手术导航系统可以使手术过程更加简便、精确，并且优化了手术方案。在进行颅内病变的活检术以及脑积水脑室分流术等复杂的手术时，也能够使医生在面对结构复杂以及边界不清的病灶时，通过影像的具体展示确保病变全部被切除，也能在保留功能区的同时对其进行部分切除，进而减少手术误差[4]。