案例︱FLIR热像仪帮助降低人工耳蜗植入手术的创伤

　　
　　听力障碍时常会让人联想到老年人。但是，很多的新生儿也患有听力障碍或先天性耳聋。在许多情况下，普通的助听器并不实用，而为了回归正常的生活，听力障碍的患者不得不借助所谓的耳蜗植入设备。必须通过复杂的创伤手术将这些植入物插入耳蜗。FLIR红外热像仪有助于将这一过程变成微创手术，令患者更安全。

通过手术植入耳后皮肤下的人工耳蜗已帮助过许多重听或失聪患者。

　　人工耳蜗是现代医学的一个举世瞩目成就，已帮助过许多的重听或失聪患者。通过手术将植入物放在耳后的皮下。不过，这一手术要求外科医生精湛的医术，同时具有一定的风险。手术植入过程可能导致面部神经损伤、脑膜炎、耳鸣、感染、脑脊液漏等疾病。

   微创手术

　　研究人员一直在寻求将人工耳蜗植入变成微创手术。在瑞士ARTORG生物工程研究中心、伯尔尼大学手术技术与生物力学研究所以及伯尔尼小岛医院的共同努力下，研究人员一直致力于图像引导手术机器人系统的研究工作，该系统能够在耳后头颅中人工耳蜗植入位置钻小洞孔。

    　　伯尔尼大学的研究人员一直在研究能够完成在耳后头颅内人工耳蜗植入位置钻小孔的手术机器人。

　　这一新手术比传统手术造成的创伤更小，使患者更快复原，尽量减少住院时间。在手术前，先进行对头部的CT扫描，通过计算机周密规划钻入轨迹，并对重要解剖结构进行半自动图像分割。随后在实际的手术中，需要将获得的信息与患者实际情况同步。手术机器人需要钻入约25 mm深。通过创新流程和复杂的安全理念，规划的目标位置偏差必须小于0.2 mm，显著降低面部神经损伤风险。

　　监控钻入温度

　　伯尔尼大学生物力学研究员、博士生Arne Feldmann表示：“在钻入的过程中，还要考虑另一个风险。由于钻入轨迹一般距离面部神经0.5mm，因此钻入温度也存在使面部神经退化的危险。这也是为何要确保钻入温度不能高于一个关键阈值的重要原因。”

为了测量因钻入流程而使头颅内发生升温的变化，安装了一个集成FLIR热像仪的用于钻入头骨的3DoF试验钻头。

　　这一钻入流程的优化是伯尔尼大学进行的一次详细预研主题。为了测量因钻入流程而使头颅中发生升温的变化，制作了专门的试验钻头。在整个试验流程中使用牛骨，并借助FLIR红外热像仪进行详细监控。使用压力传感器来测量钻削力和力矩。研究人员选用搭载50μm微距镜头的FLIR A655sc科研用长波红外热像仪。

　　经济的科研热成像方案

　　Arne Feldmann说道：“这对我们获取骨结构的详细热图像极为重要，因为我们想要确切了解钻入过程中任何钻入深度的温度变化。我们只关注10mm宽、30 mm长的区域。借助热像仪，我们能够非常精确地研究这一小块区域。而经济的A655sc红外热像仪为我们提供了优质的图像质量。”

    　　A655sc帮助研究人员、科学家实时查看并准确量化热图像。

　　FLIR A655sc红外热像仪内置非制冷型探测器，具备高分辨率和尖端功能，为科学家和研究人员提供了全新科研热成像和测量的经济方案。同时，结合FLIR专用的热分析软件，研究人员便拥有了功能强大的工具套件，快速获取高质量的测量结果。

　　Arne Feldmann继续表示：“如果没有FLIR的ResarchIR热分析软件，试验装置不会如此成功。我们使用ResearchIR记录热视频，然后对结果进行全面的分析，包括确定最高温度，监控若干临界点。”

　　优化钻入过程

　　Arne Feldmann称：“借助FLIR A655sc完成的实验结果，使我们能够确定一个经过优化的钻入流程。通过采用全新的微创机器人手术方案，未来的人工耳蜗植入手术可能会更加安全、轻柔、微创。”试验装置获得的热图像使研究人员可以比较标准钻头和全新设计的创新手术钻头之间的区别。获得专利的新钻头设计明确提出在钻入过程中能够实现显著降温。

       在钻入骨样本的过程中，可以在任一钻入深度持续监控温度的升高，研究不同的钻头设计和流程参数，然后予以优化。
　　
　　FLIR A655sc热像仪也被用于比较不同制冷和冲洗方法造成的温度影响。此外，研究人员发现逐步、间歇的钻入流程能够降低温度，正好与持续钻入相反。