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血流动力学与动脉粥样硬化(二)
对血流动力学与动脉粥样硬化的研究进展进行了综述.分析了人体典型动脉以及动脉移植管内的血流动力学特点,重点介绍了基于医学图像处理的血流动力学数值模拟和基于数值模拟的动脉疾病外科手术规划,指出"生理流动虚拟现实"是血流动力学的发展方向.
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基于个体化三维仿真模型的手术规划导引技术在后腹腔镜肾上腺嗜铬细胞瘤切除术中的应用
目的 观察自主研发的个体化三维医学影像重建与导引系统(3D-MIRGS)在后腹腔镜下嗜铬细胞瘤切除术中的临床应用价值.方法 将23例诊断为肾上腺嗜铬细胞瘤拟行后腹腔镜手术患者的腹部64层螺旋CT薄层增强扫描数据导入3D-MIRGS,进行计算机与人工矫正相结合、多时相数据相补充模式下的图像分割、重建及融合,在与传统CT后处理技术(VR)图像对比的基础上根据所获得的肾上腺及瘤体个体化数字模型观察肾上腺中央静脉的走行、毗邻等情况以及瘤体与周围器官的立体解剖关系,制定术前规划,并在术中完成精确实时定位导引.结果 23例患者均由3D-MIRGS成功构建个体化数字模型,与VR图像对比可同期一体化更清晰显示患侧肾上腺中央静脉及瘤体的形态与边界.个体化三维数字模型成功为23例患者在后腹腔镜嗜铬细胞瘤切除术中完成了辅助导引,有效减少了血管探查造成的瘤体激惹,进而避免了术中出现血压大幅波动及出血相关性并发症.结论 3D-MIRGS可在后腹腔镜下嗜铬细胞瘤切除术前对肾上腺中央静脉做出清晰直观的空间定位诊断,并完成个体化手术方案规划及术中导引,可有效增加嗜铬细胞瘤手术安全性及成功率,减少围手术期并发症的发生.
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脑微创手术规划系统的设计与实现
目的介绍脑微创手术规划系统设计及实现的方法.方法采用VC++结合VTK作为软件开发平台,兼顾系统软件的运行效率和开发效率,并应用软件工程的理论与方法,对系统进行设计.结果该系统可以应用于脑肿瘤、脑出血等手术的规划,并可以进一步扩展成计算机辅助手术系统.结论采用本系统可以提高手术规划可靠性,缩短手术规划时间.
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3D打印技术在骨科领域的应用
3D打印属于快速成型技术的一种，即以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料通过逐层堆叠累积的方式制造三维实体的先进技术。近年来，随着该技术的不断发展，其已成为骨科领域的研究热点，并逐渐应用于临床中。本文综述了3D打印技术的发展历史与其在术前规划、术中导航、个性化假体和骨组织工程等骨科相关领域的相关应用，并结合其不足对其未来的发展做出技术展望。
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三维可视化技术在联合肝脏离断和门静脉结扎的分阶段肝切除术中的应用
目的：探讨三维可视化技术在联合肝脏离断和门静脉结扎的分阶段肝切除术（ALPPS）中的应用价值。方法回顾性分析2014年12月中山大学孙逸仙纪念医院收治的1例应用三维可视化技术行ALPPS的肝细胞癌（肝癌）患者临床资料。患者女，44岁，因体检发现“转氨酶升高3个月，肝脏实性占位3d”入院。既往有乙型病毒性肝炎（乙肝）病史。入院诊断：肝右叶巨块型肝癌。患者签署已知情同意书，符合医学伦理学规定。利用CT、医学图像三维可视化系统（MI-3DVS）进行术前评估及手术规划。结果一期术前三维可视化重建测得全肝体积1033 ml，肝左叶体积195 ml，占标准肝体积的16%，一期手术结扎门静脉右支，分离左、右半肝。术后3周再行三维可视化重建测得全肝体积1048 ml，肝左叶体积394 ml，占标准肝体积的33%。二期行右半肝切除术。术前三维可视化图像与术中所见相符，术前规划与实际手术相符。术后无明显并发症。结论三维可视化技术是ALPPS术前精确诊断及制定详细手术规划的良好辅助方法。
关键词： 联合肝脏离断和门静脉结扎的二步肝切除术 成像 三维 肝肿瘤 手术规划 -
3D打印技术在肾肿瘤手术规划中的应用研究初探
目的 探讨3D打印技术在肾肿瘤肾部分切除术规划中的应用效果及在医患沟通中的作用. 方法 2013年6月至2014年1月对收治的10例拟行腹腔镜下肾部分切除术的T1期肾肿瘤患者的肾脏进行3D打印.肿瘤位于左肾3例,右肾7例.位于肾上极5例,肾下极3例,肾门部2例.T1a期4例,T1b期6例.采用64层螺旋CT对患者进行平扫+增强扫描,扫描结束后进行薄层重建.提取患者CT检查结果的DICOM格式文件,使用三维医学影像数据处理平台进行后处理,然后采用热塑性塑料进行3D打印获得患者肾脏的3D打印模型.打印完成后对模型进行着色处理:肾脏为粉红色,肾集合系统及输尿管为黄色,肾动脉为红色,肾静脉为蓝色,肾肿瘤为玫瑰红色.设计分别针对医学专业人员和患者的开放性调查问卷,作为评价工具验证模型的逼真性和有用性.请4名泌尿外科腹腔镜手术专家使用针对医学专业人员的问卷对模型的逼真性及有用性进行评分,2名术者于术后对3D打印模型规划的手术效果进行反馈评分.测量肿瘤大径并与3D打印模型进行对比.使用患者个性化肾脏模型与患者或指定家属进行术前谈话,使用针对患者的问卷对谈话效果评分.结果 成功打印出10例患者的肾脏3D模型,肾脏的血管、集合系统,肿瘤的大小、位置以及肾脏与肿瘤的关系均显示良好.10例手术均顺利完成.4名专家和2名术者对3D打印模型的逼真性和有用性的总体评分为(7.8±0.7)分.2名术者对3D打印模型手术规划效果的反馈评分为7.5分.经测量,肿瘤真实大径与3D打印模型大径误差约(3.4±1.3) mm.患者对3D打印模型用于手术交流的满意度评分为(9.0±0.8)分. 结论 3D打印模型能够很好地显示肿瘤与肾脏的关系,并可以有效帮助医生进行手术规划,还可以用作与患者交流的工具,使医患沟通变得顺畅.
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数字化鞍区肿瘤模型的构建及在手术规划中的应用
目的 采用虚拟现实技术构建数字化鞍区肿瘤模型,并探讨其在手术规划中的应用价值.方法 60例经MRI诊断为鞍区肿瘤的病例,术前行薄层CT、MRI扫描,以DICOM格式导入Dextroscope图像工作站,进行模型构建,观测入路相关解剖标志及肿瘤的毗邻关系,模拟手术进程,并与术中图像对照分析.结果 所有数字化模型均清晰显示了肿瘤、瘤周血管、骨质、视神经、脑组织等结构的形态及其毗邻关系,可随意观测手术径路各解剖结构;根据肿瘤的特点成功模拟了手术入路,制定了手术规划方案,术前模拟与术中实际情况一致.结论 所建模型图像逼真、立体感强烈,可为术者提供额外的三维立体解剖信息,是常规临床手术规划的有效补充;使用虚拟器械可在模型上重复模拟手术操作,是青年医师学习鞍区解剖和手术的便利工具.
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颅颌面创伤继发畸形整复中数字化外科技术的应用
颅颌面部结构复杂、功能重要,一旦损伤将严重影响容貌并造成功能障碍.早期的手术方案主要是凭临床检查和相关的影像学检查以及临床经验判断完成手术规划和治疗过程,很难保证治疗均能达到理想的效果,也缺乏对术后结果的预测.
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3D打印技术在骶骨骨折治疗中的临床应用
目的 探讨3D打印技术在骶骨骨折治疗中的作用.方法 选择2010年1月～2015年1月陕西省第四人民医院骨科收治的骶骨骨折合并骶神经受损患者19例.Denis分类:Ⅱ型7例,Ⅲ型12例,均合并不同程度的骶神经受损.根据术前CT扫描三维重建,充分了解骨折移位程度及骶神经走行区受压情况,根据三维重建立体结构及术者经验,进行软件预置螺钉,测量内固定的相关指标(直径、长度、角度),进行预手术,观察可能产生的效果,是否需要术者行扩大减压.按照计划进行手术治疗,术后定期拍X线平片、CT扫描三维重建,了解椎弓根螺钉及髂骨钉有无松动、骨折愈合情况;进行Gibbons评分及Mjeed疗效标准评分,评价术后神经功能和临床疗效,进而评价该技术的可行性和有效性.结果 所有患者均行3D打印模型辅助下的手术规划、骨折复位、植骨融合内固手术治疗,手术顺利,无切口感染、压疮等并发症出现.均获得1年以上随访.术后X线片或CT显示骶骨骨折均固定稳定,愈合良好.术后所有患者神经功能较术前均有不同程度改善,Gibbons评分由术前(5.21±0.49)分恢复至术后(2.18±0.51)分,差异有统计学意义(P＜0.05).Mjeed疗效达到优良率84.2％.结论 术前3D打印技术可充分了解骶骨骨折的损伤程度、骶神经走行区受压情况,进而指导减压范围及置钉节段,术前更加精确的设计手术方案有助于减少手术时间,提高骨折复位及神经减压的准确性,有利于骶神经的恢复,降低内固定失败的发生率,对临床治疗具有一定的指导意义.
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3D打印技术在骨肿瘤手术术前规划中的初步应用
目的:探讨3D打印技术在骨肿瘤术前规划中的应用方法及价值.方法:选取1例股骨下段肿瘤患者(软骨肉瘤),进行CT扫描股骨下段,层厚0.625mm,得到二维原始图像以DIC0M格式输出,采用Mimics三维重建软件,重建出股骨下段三维模型,通过蒙版编辑(Edit Masks)重建股骨下段肿瘤的三维模型,通过布尔运算,得出股骨下段去除肿瘤的三维模型,3D打印出股骨下段带肿瘤、去肿瘤及肿瘤的三维仿真模型.在重建的股骨下段三维模型基础上,进行肿瘤大小的测量,截取植入骨块大小的估算,设计内固定钢板的预折弯、螺钉置入的佳位置并精确测量螺钉的长度、角度等数据,初步指导临床应用,并与术后影像学资料进行对比分析.结果:手术用时及出血量减少了近一半,实现了微创、精准的手术目标.术后X光片检查显示,植骨块位置良好,恢复了骨肿瘤区域解剖结构,内固定物放置位置准确.结论:3D打印模型能够很好地显示骨肿瘤的解剖关系,可以有效帮助医生进行术前手术规划,初步临床应用效果良好.
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数字医学与计算机辅助手术的发展及临床应用
医学影像三维后处理能为诊断、临床、科研和教学提供帮助，服务临床或许是其终极目的。青岛大学医学院附属医院副院长董蒨及其所领衔的团队，围绕国家“十二五”科技支撑计划课题“小儿肝脏肿瘤手术治疗临床决策系统开发”进行了开拓性的研究。“海信双子3D医学影像与计算机手术辅助系统（Higemi）”是该课题的阶段性成果，该系统可以帮助医生了解肝脏肿瘤病灶与肝内管道系统的相互关系，进行术前的切除可行性分析及手术规划。该团队的所做的工作，是对影像服务临床的有益探索，对今后的相关研究有一定的借鉴意义。
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计算机辅助规划系统在肝门部胆管癌手术规划中的应用价值
目的 探讨计算机辅助手术规划系统在肝门部胆管癌术前手术规划中的应用价值.方法 回顾性分析2013年1至12月期间解放军总医院实施的47例联合部分肝脏切除的肝门部胆管癌根治术患者的病例资料,根据其术前是否进行计算机辅助手术规划,将47例患者分为两组,即经计算机辅助手术规划组(CASP)和未经计算机辅助手术规划组(WCASP),统计两组患者的术前相关检查、术前预案、实际手术情况及术后并发症发生情况,并比较两组患者间的差异是否具有统计学意义.结果 CASP组的平均手术时间为(6.5±1.3)h,术中平均出血量为(672.0 ±.214.3)ml;WCASP组的平均手术时间为(7.9±2.9)h,术中平均出血量为(870.0±330.1)ml.经统计学分析,两组间平均手术时间的差异有统计学意义(P=0.028);两组间术中平均出血量的差异亦有统计学意义(P=0.016).CASP组患者术中的首次送检阴性率高于WCASP组,且两组间的差异有统计学意义(P=0.043).两组患者术后并发症发生率差异无统计学意义(P =0.419).结论 计算机辅助手术规划系统可辅助设计优化的手术方案,在肝门部胆管癌的术前手术规划中具有较好的应用价值.
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基于MITK的医学图像三维重建系统的研究与应用
目的:研究基于MITK的医学图像三维重建技术,分析基于MITK的医学图像处理效果.方法:利用MITK平台在VC++6.0环境下采用面绘制技术实现了交互式医学图像三维重建系统.结果:利用MITK(平台实现了改进算法下医学图像表面重建.结论:医学图像三维重建是一个多学科交叉的研究领域,是计算机图形学和图像处理在生物医学工程中的重要应用.它涉及数字图像处理、数学、图形学以及医学领域的相关知识,在诊断医学、手术规划及模拟仿真、虚拟内窥镜、解剖教学等方面都有重要应用.
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CAS-R-2无框架脑立体定向仪
无框架定向仪基于4个标志点的手术空间与图像空间的映射关系,开发了一套实用的计算机辅助手术规划和手术导航系统,研究出带关节锁定的五自由度数字机械臂,并开发了一套基于虚拟现实技术的手术模拟系统.
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脑病灶射频消融手术规划系统的设计与实现
目的:为提高脑病灶射频消融治疗的有效性和安全性,设计并实现一种脑病灶射频消融手术规划系统.方法:基于脑MRI扫描图像,对脑病灶组织进行三维重建和可视化建模.利用有限元方法模拟射频消融温度场分布,对脑病灶和模拟温度场进行“适形”比较.结果:该系统通过“适形”比较,能确定射频消融的佳治疗参数.结论:该系统可用于脑病灶射频消融治疗参数的规划,具有一定的临床应用价值.
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复杂性肝脏肿瘤三维可视化精准诊治专家共识
肝脏肿瘤三维可视化是指用于显示、描述和解释肝脏肿瘤三维解剖和形态特征的一种工具。它借助CT和（或） MRI图像数据，利用计算机图像处理技术对数据进行分析、融合、计算、分割、渲染等，将肝脏、胆道、血管、肿瘤等目标的形态、空间分布等进行描述和解释，并可直观、准确、快捷地将目标从视觉上分离出来，为术前准确诊断、手术方案个体化规划和手术入路选择提供决策。
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三维可视化技术在肝癌术前评估及手术规划中的应用价值研究
目的:探讨三维可视化技术在肝癌术前评估及手术规划中的应用价值.方法:选取在我院进行治疗的肝癌患者78例,且所有患者均拟行肝脏分离和门静脉结扎的二步肝切除术.按随机数表法分为两组,各39例.对照组采用二维影像学技术辅助进行术前评估及手术规划,观察组实施三维可视化技术辅助进行术前评估及手术规划,比较两组临床相关指标及术后指标.结果:与对照组术中比较,观察组第一步及第二步手术术中出血量及手术时间、住院时间明显减少,进行第二步手术例数明显增加,差异有统计学意义(P<0.05);观察组(PHLF)分级、术后90d死亡、术后半年复发及术后半年生存情况与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05).结论:给予肝癌患者三维可视化技术辅助,可制定个体化、精准化的术前评估及手术规划方案,可减少手术时间及出血量,且预后较好,缩短患者住院时间.
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医用机器人的发展方向
医用机器人已成为机器人研究领域研究热点之一,重点介绍了医疗外科机器人,康复医疗机器人,医院服务机器人在国内外的研究及应用现状,并探讨了今后的发展方向.
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血流动力学的医学应用与发展
血流动力学是指血液在血管系统中流动的力学,主要研究血流量、血流阻力、血压、切应力、扰动流等,以及它们之间的相互关系,对人类生命健康具有重要的影响.血流动力学在血管的弯曲、狭窄、堵塞、分叉以及肿瘤的治疗等方面具有重要的临床研究意义.目前,血流动力学在动脉血管搭桥、冠状动脉狭窄、腹主动脉瘤、动脉粥样硬化、脑动脉肿瘤以及旋动流等方面引起广泛研究.伴随着血流动力学的深入研究,心脑血管的手术规划、介入治疗等得到快速发展,基于血流动力学的临床检测和治疗仪器也越来越多.血流动力学因素,如血管压力、血管阻力、血流量、壁面切应力、血液黏度、流动分离、湍流、涡流等对常见血管疾病以及术后并发症的影响机理正在逐步深入探索之中,并已经取得了一定成果.
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下颌角整形术对下颌骨应力以及颞下颌关节功能的影响
目的 分析基于东方经典美丽分析面罩的下颌角整形术对人体下颌骨及颢颌关节功能的影响.方法 获取病人术前和术后头部CT图像数据,通过Simpleware有限元建模软件生成计算模型,利用Abaqus软件观察手术前后模型上的应力分布及数值大小.结果 获得了具有良好形态的下颌骨三维有限元模型,根据在不同部位施加不同负荷模拟模型各部分的力学改变,发现手术前后下颌骨部及关节附近的应力分布有差异.结论基于东方经典美丽分析面罩的下颌角整形术,手术前后对病人的下颌骨及颢颌关节附近的应力减小.＃
