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肝脏解剖数字化在肝门部胆管癌的临床研究
一、肝脏解剖数字化发展现况肝脏外科的发展得益于肝内管道结构的研究,但传统的肝脏解剖学研究主要针对尸体固定标本,所获得的管道信息与活体肝脏管道不尽相符.随着现代影像技术的出现,将肝脏外科推向了一个新的阶段,许多累及第一、二、三肝门复杂性肝癌获得手术治疗,但目前影像诊断学得到的基本是二维图像或者是桌面显示的三维图像,仍未能很好改变因肝内管道的复杂性和变异性引起的相关并发症,因此实现了由二维图像转变为三维图像、由桌面显示变立体显示的肝脏解剖数字化模式,改变已往凭借断层标本的断面图像或图谱形式的二维图像所存有的主观性和盲目性,改变三维图像单纯的桌面显示而还原物体本来的立体结构,为肝脏外科手术提供可靠的解剖学依据.
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数字医学在肝胆胰外科精准诊疗中的应用
数字医学三维可视化技术为肝胆胰疾病的精确诊疗、治疗方案的选择和手术前的评估等带来了全新的思路,不断地改变着外科医师对疾病的诊治模式,实现了肝胆外科的解剖数字化、诊断程序化和手术可视化,犹如给外科医师戴上了“三维透视眼”.随着数字医学技术的快速发展及广泛应用,肝胆胰外科进入精准诊疗的3D时代.
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常规X射线数字化图像获取技术
X射线被发现并应用于医学影像领域至今的一个多世纪里,随着科学技术、电子计算机、信息和网络技术的飞速发展和普及,医学影像技术进入了全新的数字医学影像时代.数字化影像是指完全以一种有规则的数字量的集合表现的形态图案,其灰阶动态范围大,密度分辨率较高,线性好,层次丰富,可进行后处理.目前,X线数字化图像获取技术主要有以下三种类型.
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计算机辅助手术系统对各年龄段小儿肝脏体积的大数据分析及临床意义
目的 应用海信CAS计算机辅助手术系统获取儿童各年龄段肝脏体积并进行大数据分析,建立中国儿童肝脏体积范围标准,为医疗和科研提供参考.方法 应用海信CAS计算机辅助手术系统对696例国内儿童肝脏的CT影像资料进行三维重建,其中对增强CT进行肝脏及肝脏脉管系统、胆囊三维重建共457例(男201例,女256例),对平扫CT进行肝脏三维重建共239例(男129例,女110例).按照年龄划分成19组,统计海信CAS计算机辅助手术系统测量的各年龄段研究对象肝脏体积及性别,后进行统计学分析.结果 同一年龄段(13~18岁年龄段除外)不同性别肝脏体积不存在差异(P>0.05).各年龄段研究对象男女性别差异及年龄与体积线性相关关系如下:0~3岁:男女性别间无差异(P>0.05),年龄x(月)与肝脏体积y(cm3)的正相关关系极其明显,回归方程y=9.344x+198.68(P<0.05,r =0.861 1).3~6岁:男女性别间无差异(P>0.05),回归方程y=5.228 3x+ 309(P<0.05,r=0.614 2).6~12周岁:男女性别间无差异(P>0.05),回归方程y=71.252x+ 272.63(P<0.05,r =0.801 0).12~18周岁:男女性别间存在差异(P<0.05),男性肝脏体积大于女性肝脏体积,回归方程y =40.571x +657.82(P <0.05,r =0.577 4).结论 小儿肝脏体积随年龄变化而变化,这一研究初步建立了中国小儿肝脏体积的范围标准,在小儿肝脏形态学、肝脏再生、肝脏功能、肝胆外科以及小儿肝脏移植等领域具有一定的参考价值.
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杏仁核的计算机三维重建及其临床意义
目的 探讨杏仁核的空间形态与位置的三维重建技术,为颅脑立体定向手术提供可视性的解剖学基础.方法 成年健康自愿者,男性20例,女性20例,应用1.5T MRI,在标准的脑立体定向空间做1 mm层厚的MRI轴位脑扫描,在MRI上对杏仁核进行识别、手动分割、提取和三维重建,并对其进行测量与标准化处理.结果 建立利用MPI图像三维重建杏仁核技术;重建后的杏仁核立体图像顺滑、清晰和形态逼真,可任意旋转与缩放;重建的杏仁核体积,男性左侧为1373.0~1497.0(1435.0 ±60.3)mm3,右侧为1312.0~1447.0(1382.0±64.7)mm3;女性左侧为1358.0~1460.0(1394.0±65.1)mm3,右侧为1325.0~1479.0(1417.0±61.4)mm3,左右侧对比、男女对比差异均无统计学意义(P>0.05).结论 杏仁核经计算机三维重建后,脑立体定向手术能通过其图像进行针对性方案设计,降低盲目性.
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数字化上肢三维构建研究
目的 应用数字化三维重建技术构建上肢的解剖结构,建立虚拟神经,血管及腕管的结构和形态. 方法 采用新鲜成人上肢标本3具,灌注显影剂后经CT扫描,将得到的数据导入Mimics 13.1软件中,对皮肤、骨骼、血管及神经等主要软组织进行三维构建,利用图像的多次切割重建,构建正中、尺、桡神经、血管以及腕管部位的解剖结构.结果 建立了基于解剖结构的可视化上肢神经,血管及腕管模型,与实体解剖学基本一致.结论 皮肤、骨骼、血管、神经等主要软组织等三维构建,及腕管的可视化研究模型为虚拟现实技术提供数字化模型,尤其是神经的成功构建,对临床解剖学提供三维形态学资料有着重要意义.
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颌骨前突畸形三维解剖测量与诊断标准的初步建立
目的 探讨并建立颌骨前突畸形三维解剖测量方法与诊断标准. 方法 通过计算机编程建立颌骨前突畸形的三维解剖测量方法;对14例志愿者二维X线头影测量与计算机辅助三维解剖测量的结果对比分析.结果 ①建立了正中矢状面上鼻根点与上齿槽座点连线(NA)、鼻根点与下齿槽座点连线(NB)与眼耳平面(FH)的α角、3角来反映上颌骨、下颌骨对于颅部位置关系;并建立正常诊断范围:α:88°~93°;β:87°~90°.②统计结果提示二维测量与三维测量对正常颌骨无显著性差异,对于异常颌骨有显著性差异.结论 计算机辅助颌骨前突畸形的三维解剖测量方法是可行的,体现三维解剖的空间立体关系.提高诊断的准确度,为颌骨畸形诊断和治疗提供了客观依据.
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数字化前臂穿支皮瓣模型构建与解剖学研究
目的 利用计算机三维重建技术构建前臂数字化模型,探讨前臂动脉穿支特点,虚拟仿真临床个性化皮瓣设计.方法 选用新鲜男尸体无器质性损伤前臂标本4只,常温下灌注显影剂,经CT扫描后,将数据导人医学图像处理软件Mimics13.1中,分别对骨骼、血管及软组织进行三维构建.测量前臂穿支血管数目、蒂长、管径,距尺、桡骨茎突距离,为穿支皮瓣切取提供依据.根据穿支血管支配区域,对图像进行多次分割,构建数字化穿支皮瓣.结果 数字化前臂三维构建的图像仿真高,可立体显示前臂各穿支血管及其穿支皮瓣.桡动脉、尺动脉、骨间后动脉穿支血管数是12~17、10~15、5~11支,与实体解剖学数据基本一致.结论 通过构建数字化前臂模型,测量数据表明各标本动脉起源、行程及其穿支较恒定,可根据尺桡动脉及骨间后动脉穿支血管的分布情况,设计皮瓣的范围,对临床穿支皮瓣的切取具有较重要的意义.
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数字医学技术在肝胆外科中的临床应用现况
1 数字医学的概念及发展现况在当今数字化迅猛发展的信息时代,数字化技术和与医学、电子学、机械工程学等多种学科相结合产生了数字医学新兴学科,随着数字化技术在医疗领域的不断深入与拓展,推动了医学的进一步发展,改变着医学的面貌.以医院为研究对象的数字化医学体系主要研究数字化技术如何强化医院管理和服务的效率及效果,实现医疗资源共享、远程会诊等.另外数字医学还将人体作为研究对象,与计算机技术、网络技术与医疗设备仪器等其他科技结合,逐步建立了一个可视、可触摸、可感受的"虚拟人"体系.
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第五期数字骨科技术(CAD-RP)应用学习班暨首届广总创伤骨科高峰论坛通知
为促进数字骨科技术--计算机辅助设计-快速成型(computer assisted design-rapid prototyping, CAD-RP)技术的发展与普及,提高骨科医师的数字骨科理论知识和实际操作水平,提升创伤骨科年轻医师处理复杂创伤的理论与实践能力,中华医学会数字医学分会临床数字骨科筹备组、广州军区广州总医院骨科医院定于2014年7月25至26日举办第五期数字骨科技术(CAD-RP)应用学习班暨首届广总创伤骨科高峰论坛。本次学习班由广州军区广州总医院骨科医院章莹教授主持,为国家级、全军级和广东省级继续教育项目(8学分),欢迎各位骨科同仁参加。
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第三期数字骨科技术(CAD-RP)应用学习班通知
为促进数字骨科技术--计算机辅助设计-快速成型(computer assisted design-rapid prototyping, CAD-RP)技术的发展与普及,提高骨科医师的数字骨科理论知识和实际操作水平,中华医学会数字医学分会临床数字骨科筹备组、广州军区广州总医院骨科医院定于2013年11月29至30日举办第三期数字骨科技术(CAD-RP)应用学习班。本次学习班由广州军区广州总医院骨科医院章莹教授主持,为国家级、全军级和广东省级继续教育项目(8学分),欢迎各位骨科同仁参加。
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三维CT数据构建骨关节数据库的研究及应用
美国可视人计划(1989)的出现推动了数字化人与医学图像处理技术的研究,对数字医学的发展有着深远意义[1].数字化技术应用于骨关节解剖研究,用连续断层图像(CT、MRI)进行三维重建,可以精确地显示骨关节的三维结构,并可以进行解剖测量等形态学研究,进而可用于建立骨关节数据库.
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戴尅戎:大写人生
人物名片:戴魁戎,骨科学和骨科生物力学专家.中国工程院院士.1934年6月出生于福建省厦门市,1955~毕业于上海第一医学院,1983年于美国Mayo Clinic任客座研究员.曾任上海第二医科大学附属第九人民医院院长、骨科主任、上海交通大学医学院附属第九人民医院临床医学院院长.现为上海交通大学医学院附属第九人民医院终身教授、主任医师、博士生导师,上海交通大学医学院骨与关节研究室主任、教育部数字医学工程中心主任、上海市关节外科临床医学中心主任.
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数字化技术与骨科学的融汇——数字骨科学——写在中华医学会医学工程学分会数字骨科学组成立之际
经中华医学会批准,中华医学会医学工程学分会数字骨科学组于2011年11月11日在西安正式成立,学组成员参加了于同期召开的"中国工程科技论坛(第129场)——数字外科高层峰会暨首届中国数字骨科学术会议".近20年来,数字医学在医学领域已全方位渗透,特别在外科领域已对外科手术产生了重要变革.基于数字医学、数字解剖学概念的提出及数字化技术在骨科临床广泛应用的现实,2007年我们对这一涉及面广、内容繁杂、多领域交叉的重大前沿新技术进行了理论凝析、宏观定位与学科归属,提出了"数字骨科学"——这一骨科新分支的概念与观点(中华创伤骨科杂志,2007,9:601-604),以期将数字化技术与骨科学有机地结合进行系统的研究与发展,终形成其自身完整的学科理论与临床体系,不断促进骨科学的发展从"数字骨科学"概念的提出到"数字骨科学组"的成立,走过了四年的发展历程;这是当今科学技术飞速发展、跨学科、跨领域、越来越多新兴交叉学科形成的必然与学科发展的总趋势.
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数字骨科学概念与临床初步应用
近20年来,由于"数字医学"概念的提出及在医疗领域的全方位渗透,这一信息科学目前已成为现代医学的重要组成部分;特别在外科领域"数字医学"已对外科手术产生了重要变革.
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数字医学与骨科临床诊疗技术的新发展
数字医学是一门以医学和数字化高新技术相结合为主要特征,涵盖了医学、数学、信息学、电子学、机械工程学等多种学科的新兴的医工交叉学科.随着数字医学技术在临床医疗领域的不断深入与拓展,传统医学正朝着以"精确化、个性化、微创化、远程化"为主要特征的现代医学方向发展,因此,数字医学将逐渐成为21世纪医学发展的重要方向之一.
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中国工程科技论坛(第129场)——数字外科高层峰会暨首届中国数字骨科学术会议纪要
数字医学是当前计算机信息技术与生命科学结合而产生的交叉学科,包括一切与医学领域医、教、研融合新的计算机信息技术的应用.近年来,国内外数字医学迅猛发展.2001年和2003年两次香山科学会议拉开了中国数字化医学研究的序幕,使我国成为继美国、韩国之后第3个拥有数字化可视人数据的国家,数字医学与数字外科学应运而生.鉴于数字化技术已在我国外科学领域逐步开展,并已为外科学技术带来了革命性的变革,正处于数字外科发展的关键时期,为进一步推动数字化技术在外科学领域的开展,加强医-工研究合作,提升研究水平,促进数字外科技术的进一步临床转化,由钟世镇院士、戴尅戎院士及裴国献教授联名向中国工程院提请建议案,申请召开中国工程科技论坛——数字外科高层峰会暨首届中国数字骨科学术会议.
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计算机导航辅助舟骨骨折微创内固定的初步研究
目的 通过标本研究计算机导航辅助下进行舟骨骨折微创内固定手术的可行性. 方法 采用基于ISO-C3D影像的术中即时导航技术,结合自主研发的舟骨三维定位与导向框架,对2具成人上肢标本进行计算机导航辅助下舟骨经皮内固定手术.对手术标本进行大体和影像学评价,对导航手术的可行性进行评判. 结果 本研究采用的术中即时三维影像系统结合舟骨经皮内固定框架导航手术系统,可在标本的腕关节上顺利进行舟骨经皮微创内固定手术.2具标本均一次完成舟骨导针的置入,内固定物位置位于舟骨安全区内. 结论 本研究所采用的导航手术系统应用于舟骨经皮微创内固定手术的可行性,该导航系统的精确度和稳定性可满足舟骨经皮固定手术的要求.
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医学数字化在显微外科领域的应用探讨
目的 探讨应用数字技术,解决显微外科的技术难题,提高管理和工作效率.方法 通过计算机图像分析技术、数据库管理技术、移动通讯技术和计算机编程技术进行数字化工作.结果 建立了显微外科数字资料管理系统和医患沟通信息化系统软件.结论 将数字信息技术应用到显微外科领域,可以完善临床资料的系统化管理、方便医患沟通和随访,提高工作效率,提升科研和学术水平,是值得深入研究的领域.
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鼻亚单位整形修复的显微应用解剖
目的 为鼻亚单位整形的结构和功能重建提供显微应用解剖学依据.方法 在12例新鲜的成人头部标本上,解剖并数字化测量鼻的皮肤、肌肉筋膜系统、软骨及骨支架系统.观察神经及血管走行,软骨间的连接.结果 皮肤薄的地方在骨软骨结合部,厚的地方在鼻根点和鼻间上点.皮肤、软骨骨支架结构和血管肌肉筋膜支撑系统组成鼻的轮廓;鼻亚单位分为鼻根区、鼻背区、鼻尖区、鼻翼区及鼻小柱区;鼻阀是保持正常呼吸的重要解剖结构;上颌骨鼻突截骨可以改变鼻骨高度和宽度2 mm,鼻翼软骨与侧鼻软骨间连接可以松解6~8 mm,鼻翼软骨中间脚的弧度变化可以抬高鼻尖2 mm,中隔软骨切除范围为15 nnn×20 mm,厚度为1 mm;鼻的血液供应主要来源于面动脉和眼动脉,同名静脉伴行,淋巴回流位于肌肉筋膜浅层.结论 解剖上鼻骨截骨可以使鼻梁增高,鼻尖的延长与增高可以通过侧鼻软骨与鼻翼软骨间彻底的松解、鼻翼软骨外侧脚和中间脚弧度的旋转缝合实现;鼻部皮肤有丰富的血液供应和静脉回流,交织成网,手术应该注意解剖层次,避免血管网损伤或者立体结构混乱导致的鼻部挛缩畸形.