肝切除术是肝癌的首选根治手段。但目前肝脏血流控制理论技术体系未能有效解决阻断范围与残肝功能损伤的矛盾关系，大出血和肝衰竭等手术副损伤仍是肝切除术致死的主要原因。我们基于医学影像和肝脏解剖，首先提出肝实质内血流阻断假说，通过术中超声引导初步证实了其效果。研究表明肝脏数字智能化诊疗系统可提高手术成功率和降低术后并发症发生率，开展基于精准肝内血流阻断的手术导航系统研究临床意义重大。本项目基于CT影像，利用三维重建技术，构建肝脏的三维可视化模型，从浅表到深部、由大血管向小血管进行分支绘制器官的血管分布图像，利用手术床和CT检查床一一对应的关系实现手术导航配准，利用热源追踪和陀螺仪辅助实现手术视野内精准血管定位，开发了样机及配套软件系统，申请并获得了系列专利和软件著作权，最终组合形成本项目基于创新性器官实质内血流控制理论的精准肝切除导航系统。该系统可实现目标血管的“直捣黄龙”式阻断，最大限度减少实质离断过程的出血量，同时避免残肝缺血和损伤肝静脉导致的血液回流受阻、术中挤压导致肿瘤细胞经静脉系统转移等一系列不良后果。此外，其应用可拓展至其他实质内器官的血流控制。

肝癌是我国死亡率第二的常见恶性肿瘤之一，严重威胁我国人民生命和健康。外科治疗是肝癌患者获得长期生存率的重要手段，其中肝切除术是首选根治方式。肝切除技术主要包括：肝实质离断方法和血流控制技术，其主要目的均是控制手术出血和减少术后并发症。但是传统的肝切除方法仍存在缺陷： （1） 术中出现大出血、进而引发术后肝衰竭。肝脏血供十分丰富（总血流量约占心排血量的1/4，可达1500 ml/min）、肝内血管系统解剖结构复杂（包括门静脉和肝动脉两套供血系统和肝静脉回流系统，解剖变异常见且无规律），离断过程极易发生大出血和术后肝衰竭等手术副损伤，严重时可直接导致死亡。 （2） 术中挤压导致的肿瘤转移。肝脏大部分位于右膈下和季肋深面，游离、暴露肝脏过程中挤压肝脏是导致术后肿瘤复发、转移的原因之一。 （3） 传统方法很难做到符合解剖的精准肝切除。Couinaud分段法虽然被视为经典而广泛应用,但仍然具有不可避免的局限性。随着肝脏手术的进展以及影像学技术的发展和解剖学研究的深入,发现肝脏的分段解剖具有显著的个体差异性,尤其是右半肝的分段与Couinaud分段法相比存在较大差异。研究表明,大部分患者肝脏的Ⅵ、Ⅶ段之间不存在明显分界,各肝段之间的实际分界线也与经典理论存在差异,因此术前充分了解患者肝脏解剖结构的特点是十分重要的。 因此，肝切除手术难度大、操作复杂、风险高。如何安全有效地控制出血和减少术后并发症是影响肝脏手术结果的关键，也是一直以来困扰肝脏外科的难题。 随着医学影像学、计算机科学、生物医学工程等多学科融合发展，基于医学影像学的数字医学技术开始广泛应用于肝脏外科，使得对肝脏解剖结构的了解与评估更为明确、精准且个体化。其中三维（3D）可视化技术可以融合不同类型、不同扫描期的原始影像数据，绘制肝脏三维图像，计算体积，实现肝分段、区分、显示肝内管道等解剖结构，结合临床资料可对肝脏解剖结构和生理功能进行个体化定量分析和综合评估，实现精准手术规划和指导。手术导航系统已经广泛应用于神经外科、骨科、胸心外科、整形外科等刚性和无变形组织部位的手术。但对于诸如肝脏之类的腹部脏器，由于图像技术和定位技术的局限，难以避免术前影像学检查与手术体位不完全一致、呼吸运动、手术操作牵拉和挤压等因素导致其形变或移位，手术导航系统在肝脏外科的应用研究主要为肝脏肿瘤的放疗和介入等微创诊疗，如血管介入的肝动脉栓塞化疗（TACE）、非血管介入消融治疗等。杂交手术室是目前手术室发展的最新进展，通过引进先进成像设备、介入手术系统、手术导航系统等，使得基于实时成像的外科操作成为可能，有利于更为微创、安全、高效、精准化外科技术的开展，促进了联合介入技术和外科手术治疗复杂疾病的发展。但建设要求和成本高，需要培养多学科、多部门协作的高水平专业团队，国内普及和推广应用困难。开发具有自主知识产权的技术先进、操作简便、相对价格低廉的手术系统成为迫切需要，以满足日益增长的微创、精准外科需求。