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一种用于侧脑室模拟穿刺模型的研制与应用
本研究基于颅脑CT、MRI影像数据,利用3D打印技术制作患者的颅脑实体模型,应用于模拟侧脑室穿刺手术.由CT、MRI分别提供头皮、颅骨、血管及侧脑室、脑组织等影像数据,通过Mimics软件重建获得各组织结构数字模型.利用3D打印技术制作颅脑主体、中空的侧脑室嵌件以及脑组织模具,并使用水凝胶进行脑组织倒模,制作高度逼真的患者颅脑实体模型.后通过医生进行模拟侧脑室穿刺手术,验证在该实体模型上进行手术训练的可行性.利用上述方法制作的颅脑实体模型可直观显示人脑主要结构,通过注入液体可使侧脑室内部达到一定压力,模拟患者的颅内压环境,经侧脑室模拟穿刺,术者的操作感受与实际手术近乎一致.3D打印制作的颅脑实体模型可应用于临床的培训、教学以及考核方面.
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螺旋CT 3D分析系统在髋臼骨折中的对比分析
髋臼骨折是累及关节面的一种复杂骨折，由于髋关节是负重关节且解剖结构复杂，所以治疗难度大，因此正确术前诊断和分类非常重要。平片是首选检查方法，但随着三维CT（three dimentional computed tomography，3DCT）技术的迅猛发展，我们可以采用三维重建获得多角度的髋关节立体图像。并可通过3D分析系统的髋臼与股骨头分割技术，将髋臼与股骨头完全分离，分别对髋臼与股骨头进行独立观察。从而实现了在无创的情况下，运用影像虚拟技术观察髋臼内的情况和被髋臼包绕部分的股骨头情况。为临床医师术前诊断、制定手术方案、模拟手术等提供了翔实的影像资料和数据。
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解剖学手术操作示教在解剖教学第二课堂中的探索
作为北京协和医学院教学改革的一部分,开设了解剖学手术操作示教的选修课.精心选择临床病例,实行小组教学.课程内容包括师生共同参与集体备课、临床讲座、手术示教或录播、学生实践以及课后总结等.该课程不仅巩固了解剖学内容,还强调了所学知识在临床中的应用及其重要性,同时也培养了学生的学习兴趣和团队合作意识.
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枕下远外侧入路模拟手术显微解剖观察
目的:探讨枕下远外侧入路切除枕骨大孔前方及外侧方肿瘤的方法.方法:收集颅脑肿瘤外科死亡标本15具,经福尔马林固定处理后,对其中未经手术治疗的13例行枕下远外侧入路枕骨大孔前方及外侧方肿瘤切除的模拟手术,另2例生前已行颅内手术者开颅观察.结果:本组13具模拟手术标本中,切除位于枕骨大孔前方的肿瘤6例、下斜坡3例、外侧区4例.结论:经该入路切除枕骨大孔前方及外侧方肿瘤,可扩大手术视野,更彻底地切除肿瘤组织,并能减少对脑干和重要血管、神经的牵拉与损伤,增加手术的安全性.
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下颌角的CT三维重建模拟整形术
目的 模拟下颌角整形术,将逆向工程原理应用于下颌角整形手术设计中.方法 重建病人术前头部CT颅骨模型,测量相关数据并导入geomagic(V5)软件中,根据东方经典美丽分析面罩模拟下颌骨整形手术,比较原始模型与模拟后模型以确定截骨线和截骨量,后重建术后CT模型,评价模拟手术效果.结果 重建了不同状态下颌骨三维模型,利用模拟手术结果设计了实际手术方案.结论 逆向工程原理对于设计下颌整形术方案有明显的临床应用价值.
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模拟手术示教法在手术室护理教学中的应用
在外科示教室进行手术过程的模拟,由3位老师分别扮演手术者、洗手护士和巡回护士,将手术室护理的理论和实验进行合理的整合,取得了良好的教学效果.
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模拟先天性髋脱位截骨术的研究
目的:建立个性化先天性髋脱位(CDH)的计算机三维交互模型和三维骨刀模型,模拟截骨.方法:利用螺旋体积CT获得CDH患儿髋关节扫描数据,采用图象滤波技术简化大容量CT数据.用B+树组织按Marching Cubes方法完成CDH三维表面模型、骨刀模型的重构.通过对B+树的不完全遍历和回溯,定位表面模型间的交点并分割髋关节模型.结果:邻域平均滤波器化简原始数据效果满意.按改进的Marching Cubes方法完成的CDH三维模型、骨刀模型重构,保证了生成三维重构的三角面片间、曲面间相互连通,可快速定位表面模型间的交点;利用层次包围盒和三维相关信息实现快速切割;通过对参数的修改,可有效的描述平面骨刀和球面骨刀模型的位置变换.结论:本研究建立的CDH计算机三维交互模型和三维骨刀模型,结构精确、真实、可靠,建模效率高及切割速度快.可满足实时交互的需要.初步实现了对未知体三维交互模型任意位置的平面切割、球面切割、拾取和拼合.为进一步实现模拟手术的研究奠定了基础.
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基于医用图像的模拟手术规划万法
目的 探讨在医用三维可视化技术基础上进行模拟手术规划的方法.方法 首先在三维空间内生成一条可以变化的曲线,曲线上有几个操作点,然后通过操作点来控制调整曲线,并且可以在曲线上增加和减少操作点,后根据规划好的曲线计算手术刀的切割角度,合理布置手术刀,方便以后的手术切割过程.结果 该手术规划系统已经在医院手术规划研究平台上得以应用,效果满意.结论 模拟手术规划系统的医学图像处理系统对于熟练手术操作步骤、减少手术风险具有重要意义和使用价值.
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模拟教学在手术带教中的应用
实习是护校学生从理论到临床的第一步，如何使她们尽快熟悉临床各科室的工作，尽快掌握各种操作技能，我院手术室针对学生实习时间短，操 作能力差的特点，试行了模拟手术的带教方法，取得满意效果。现介绍如下。1 模拟手术间的设计 手术间内备手术床、自制“人”型模型一个，腹部手术常用器械一包，其他器械及物品如电 动吸引器、高频电刀，约束带、手术铺巾、手套、输液用品等。
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计算机辅助手术在脊柱外科的应用现状
计算机辅助手术(computer-assisted surgery,CAS)是综合当今先进的成像设备(如CT,MRI)、计算机技术、空间定位技术等进行图像三维重建及融合,术前充分评估患者的情况,规划手术路径、方案,模拟手术,术中追踪手术器械,引导手术,确定手术范围,从而使外科手术更精确、安全、微创的综合性技术.
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膝关节置换虚拟手术一例报道
虚拟手术通过人机交互，将手术台上医师对病人的诊疗行为数字化，映射到虚拟桌上排演程序对虚人遥控开刀的动画。本文报道一例膝关节置换手术，展示以Mimics中的Simulation性能模拟截骨、植入假体的过程。这类模拟手术在术前获得了手术部位信息，为置换术中的截骨正畸、假体植入等操作提供精准的预判，术中失误将随之减少，实习生也将因此而熟习外科教程，无论对临床或教学都有实用价值。
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腺样体肥大患儿上气道气流流场模型的建立与数值分析
目的 对9例腺样体肥大患儿病态和模拟手术后以及1例健康儿童上气道结构进行三维重建,对气流流场进行数值模拟,总结患儿术前、术后气流流场特征并与健康儿童气流流场对比,评价腺样体切除术的术后疗效.方法 根据9例腺样体肥大患儿和1名健康儿童的上气道CT影像,应用表面重建的方法对其进行三维重建,修改CT图片,去除患儿腺样体肥大部分的信息,再重建术后模型.用有限元法对上述重建模型上气道气流进行数值模拟,分析气流流场特征.结果 病态模型中,鼻咽部气流形态紊乱,术后及健康儿童模型中,鼻咽部气流形态更为规律;所有重建模型从鼻尖至声门的总体压强降均明显降低(t=6.068,P=0.000),病态模型的压强变化梯度主要集中在鼻阈及腺样体与扁桃体交界区域,术后及健康儿童模型的压强变化梯度主要集中在鼻阈区；病态模型呼吸道的高流速区主要集中在鼻阈、中鼻道和鼻咽部,术后模型鼻咽部的高流速区减小或消失,基本接近健康儿童气流流速分布特征.结论 数字化三维重建病态及模拟手术后模型能较好的反映临床病例的术前、术后上气道气流分布情况,可从三维立体角度考虑患儿上气道的阻塞因素,为临床治疗提供参考.
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CT三维重建及手术模拟对现代耳科教学的影响
颞骨结构复杂,是临床和教学的难点.计算机技术的发展和高分辨率CT的出现,进行颞骨内部结构的三维重建,对传统的教具是一个新的革命,通过叠加、旋转、局部切割等技术,有效地弥补传统教具的不足,课堂教学效果明显提高.通过模拟手术在培养青年医师的手术技能和手术的度化等方面有无可比拟的优势.
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OSAHS上气道气流场数值模型的建立与阻塞平面的分析
目的 建立儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)上气道气流场数值模型,并应用其评价分析阻塞因素及平面.方法 根据9例OSAHS患儿的上气道CT影像,对病态和模拟腺样体切除术后病例通过表面重建的方法进行三维重建,然后用有限元法对术前术后上气道气流进行数值模拟,分析气流流场特征.结果 病态模型中,鼻咽部气流形态主要以湍流为主,术后模型中,以层流为主,上气道压强均降低.病态模型的鼻咽部、鼻阈和中鼻道是鼻腔气流高流速区,术后模型中鼻腔气流高流速区仅为鼻阈和中鼻道.结论 数字化三维重建模型能应用于临床,并客观分析OSAHS患儿的阻塞因素和平面,为临床个体化诊断提供新的方法和客观理论依据.
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基于全膝关节置换的三维术前规划实践
目的:通过关节置换虚拟手术,以有限元法全面分析术后的膝关节接触面的受力状况,借此数据制订“三维手术规划”督导关节置换临床手术.方法:以CT/MR扫描患侧膝关节,激光扫描假体,经逆向软件数字化重建假体、膝关节及其韧带并测量下肢力线,根据膝关节置换标准,以Mimics的Simulation性能模拟关节置换手术的截骨、假体植入术程,再将术后模型导入ANSYS划分网格、材料赋值、施加载荷,以有限元法分析接触应力分布.在这些力学数据所提炼成的“三维术前规划”的指导下施行20例(实验组)临床关节置换术,另外20例临床关节置换术作为对照组在无术前规划介导的情况下按传统术式施行.结果:筛选佳的TKA模拟术后3D膝关节有限元模型,ANSYS分析数据与前人在力学实验中对假体直接测试所获得基本一致,其合理性由此确认.从这些基于TKA的虚拟资料所提炼出来的三维术前规划的指导下,实验组的临床手术精度(影像学测量及AKS评分)明显高于对照组.结论:以有限元方法分析出虚拟置换术后膝关节的结构形变、应力分布、内部能量变化等资料,提供了可靠的术前规划依据,有利于临床手术时寻找假体植入的佳位置、优化截骨、预见手术结果,提高了关节置换的成功率.
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虚拟现实技术在现代外科中的应用
随着计算机技术的飞速发展,虚拟现实技术(virtual reality,VR)在医学上发挥着重要作用.在临床上,为了避免直接使用人为制定的手术策略进行手术所带来的巨大风险,目前采取的好解决方法就是建立一套虚拟仿真系统.虚拟仿真系统基于三维医疗可视化立体模型,对外科手术进行规划和虚拟操作.对虚拟现实技术在现代外科中的应用予以详细阐述.
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3D数字骨科技术在踝关节骨折手术治疗中的研究与应用
目的:探究3D数字骨科技术在踝关节骨折手术治疗中的应用价值.方法:选取2014年8月到2016年3月利用3D数字骨科技术辅助治疗的踝关节骨折病人7例,其中男性5例,女性2例;平均年龄为(27.9±24)岁;根据Denis-weber AO分型标准:A型3例,B型4例.通过术前螺旋CT及Mimics17.0数字软件的帮助,并依托3D打印技术制作踝关节骨折1:1实物模型,明确骨折分型的同时,模拟术中骨折复位及内固定安装过程,指导术中踝关节骨折的治疗.结果:7例患者术后均达到临床骨性愈合,平均愈合时间为(3.0±1.4)个月,平均术中耗时为(1.5±0.6)小时,根据Baird-Jackson踝关节功能评分为(89.1±8.2),优良率为83.3%.结论:依托于螺旋CT扫描、计算机辅助分析及快速成型技术的3D数字骨科技术,能够全面、直观的呈现出踝关节骨折的三维形态和各骨折断端的空间关系,非常便于对踝关节骨折术中的正确施治.
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通过3D打印技术制备颅脑实体模型
目的 以3D打印技术制备颅脑实体模型,应用于术前手术计划及模拟手术.方法 颅脑CT薄层扫描厚度为0.5 mm,MRI层厚1 mm,由CT、MRI、CT血管造影、功能性磁共振成像分别提供骨组织、脑组织及肿瘤、脑血管及动脉瘤、传导束及功能区等影像数据,通过mimics三维重建软件的识别,将不同灰度表示的组织抽离出来,重建成彩色的三维图像,通过3D打印制备颅脑实体模型进行术前设计及模拟手术.结果 利用3D打印颅脑模型可立体直观地显示鞍区各手术间隙的大小,有利于术前手术间隙的选择;脑动脉瘤成像模型可直观体现动脉瘤与周边组织关系,可直接应用于动脉瘤夹闭模拟手术,选择合适的动脉瘤夹;颅脑肿瘤模型可清晰显示肿瘤与传导束、功能区的空间关系,体现头颅标本无法显示的传导束及功能区位置,有利于功能保护.结论 3D打印颅脑实体模型有望极大地提高神经外科术前手术设计的质量,将虚拟可视化模型观察进展到实体模型模拟手术,并有利于颅脑功能解剖知识学习.
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计算机辅助手术在骨科的应用
计算机辅助手术(Computer Assisted Surgely,CAS)是综合当今先进的成像设备(如CT、MRI),计算机技术,空间定位技术等进行图像三维重建及融合,术前充分评估病人的情况,规划手术路径、方案、模拟手术、术中追踪手术器械,引导手术,确定手术范围,从而使外科手术更精确、安全、微创化的一门综合性技术.
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手术科室住院医师岗前培训的实践与探索
利用"模拟手术"法对各手术科室新上岗住院医师进行岗前技能培训,不仅能加强基础理论知识,规范无菌操作程序,强化临床实践技能,而且也加速了医学生向医生的角色转变.是对传统岗前培训方法的一种补充,也是临床能力培养的重要手段之一,总结手术科室住院医师岗前培训实践经验,探索有效途径.
