肝脏虚拟手术系统在肝右叶肿瘤手术中的临床应用

目的将新研发的肝脏虚拟手术系统(Li Virtue)应用于临床,制订合理的手术方案,降低手术风险,完成精准手术。方法应用Li Virtue系统对32例肝右叶肿瘤患者进行个体化分析,实现对肝脏精确测量、分割,测定各静脉的回流区域;直观显示肝内脉管的分布及变异情况;模拟肝切除的多种手术方式等,选择合理手术方案,并与术中实际情况进行对比。结果肝脏虚拟手术系统可对肝脏体积、区域分割、脉管吻合等情况进行快速准确的个性化分析;可模拟肝脏外科多种手术方式,有助于确定合理手术方案;与32例右肝肿瘤行肝切除术的术中对比,显示该系统虚拟性好,术前模拟结果准确,术中未损伤正常结构,降低了术中风险;所建立的模型也可在便携PC机上展示,方便于术中对照。结论Li Virtue系统有助于揭示个体肝脏的解剖特点,确定合理的手术方式,降低了手术风险,保证了手术安全。     

循中肝静脉半肝切除的技术要点

正近年来,以精确的术前评估、精密的手术规划为核心的精准肝脏外科手术理念日益得到重视和认可。笔者在国内率先报道循中肝静脉精准半肝切除术的疗效及术前肝静脉评估的应用价值~([1,2]),现将该类手术要点的几个方面结合个人经验进行介绍。1术前评估要点:确定肝静脉分型精确的术前评估是完成精准半肝切除术的基础。术前熟悉肝脏脉管解剖结构,尤其是肝静脉的解剖对于半肝切除手术中合理处置中肝静脉主干及     

螺旋CT扫描数据的虚拟辅助性部分原位肝移植手术

目的探讨三维可视化及虚拟手术技术在肝移植外科中的意义。方法利用2例胆管结石患者的肝脏64排螺旋CT扫描数据集，人工方法对图像进行分割、配准，采用VTK软件进行三维重建，然后导入到Free—Form Modeling System进行修饰。利用系统的力反馈设备PHANTOM进行辅助性部分原位肝移植手术的仿真研究。结果①重建的肝脏模型具有肝脏、肝动脉、肝静脉、门静脉和胆道系统，形态逼真，立体感强；肝脏可视化后，肝脏内部管道空间立体感强，肝动脉、肝静脉、门静脉和肝胆管的分布、行程以及相互关系明晰。②在建立的虚拟手术系统的虚拟环境中，使用力反馈设备PHANTOM操纵“虚拟手术刀”模拟了辅助性部分原位肝移植的手术过程，其结果符合临床手术的效果；通过控制肝脏模型切除部分的透明度，使肝脏手术切割平面可视化以及肝脏内部管道手术切断平面可视化；手术模拟过程逼真，形象，且有“力”的感受。结论①可视化的肝脏重建模型立体、逼真，有利于肝移植手术方案的合理设计；②肝移植术前的手术设计和可视化演示可提高手术效果，降低手术风险及减少手术并发症，加强医患沟通；③虚拟肝移植手术有利于医务人员的培训和学习。     

三维模拟技术在肝脏手术规划中的应用

肝脏的三维模拟技术是对肝脏外科学、解剖学及计算机图像技术、模拟三维技术的交叉领域研究.三维技术在应用于肝脏手术规划中,较二维影像有着明显的优势和特有的功能.其不仅可以三维清晰地呈现及精确地定位肝脏内外的重要结构,更能让术者将肝内外感兴趣区域独立的分割出来.利用其对肝脏的可视化及肝脏体积的测量等术前规划,可有效降低术后肝功能衰竭、残肝坏死、胆瘘等术后风险.     

数字化三维重建系统在肝泡型包虫病治疗中的应用

目的 探讨数字化三维重建系统在肝泡型包虫病(HAE)治疗中的应用价值.方法 采用数字化三维重建系统对2011年2月至10月新疆医科大学第一附属医院收治的13例HAE患者的肝脏CT检查数据进行三维重建及智能分析,术前评估可切除性,设计合理的手术方案,完成术前个体化虚拟手术,并与术中实际情况作比较.结果 13例患者CT检查数据三维重建结果满意,肝内病灶及相关管道关系显示清晰.l例患者行体外肝切除+自体肝移植术,10例行肝切除术,2例行PTCD,与虚拟手术设计方案一致.术前通过三维重建系统对11例拟行手术的患者进行虚拟手术设计,测得预切除肝脏平均体积为920 ml(339～2678ml);切除肝脏体积占全肝体积平均为45％(23％～68％).患者实际切除肝脏平均体积为834 ml(315 ～2250 ml);术中切除肝脏体积占全肝体积平均为42％ (22％ ～70％),与术前三维重建结果基本一致.术后随访2～8个月,所有患者未出现肝功能衰竭、出血、胆汁漏等严重并发症.结论 数字化三维重建系统有助于确定HAE合理的手术方式,有效降低了手术风险.     

活体部分肝移植可视化仿真手术的研究

目的 研究三维可视化仿真手术技术在活体部分肝移植外科中的应用价值.方法 利用2例胆道结石患者的肝脏64排螺旋CT扫描数据集,将所收集的数据导入自主研发的医学图像处理软件进行程序分割、配准和三维重建,重建出的肝脏及其管道模型均以STL格式输出,然后导入到FreeForm Modeling System进行修饰和平滑.利用系统的力反馈设备PHANToM进行活体部分肝移植手术的仿真研究.结果 重建的肝脏模型具有肝脏、肝动脉、肝静脉、门静脉和胆道系统,形态逼真,立体感强;肝脏可视化后,肝脏内部管道空间立体感强,肝动脉、肝静脉、门静脉和肝胆管的分布、行程以及相互关系明晰.在可视化手术系统中,使用力反馈设备PHANToM操纵手术刀,仿真活体部分肝移植的手术过程,其结果符合临床手术的效果.结论 可视化的肝脏重建模型立体、逼真,有利于肝移植手术方案的合理设计;肝移植术前的手术设计和可视化演示可提高手术效果、降低手术风险及减少手术并发症.     

三维可视化技术在医源性胆管损伤诊治中的价值

肝门部解剖的复杂性与变异性、损伤形式与类型的多样性和胆管修复手术的困难性决定了医源性胆管损伤修复是胆道外科的难点问题。全面的术前评估尤其是影像学评估是成功修复的前提。三维可视化技术能直观、立体、全面评估肝门脉管的汇合方式及空间构象,量化评估胆管狭窄的位置、肝门深度和肝门旋转角度,测量肝脏各段体积以判断是否存在肝脏萎缩等。三维可视化技术能够通过旋转、叠加和删除肝内脉管结构进行模拟手术,制定合理的手术路径和手术方案,预估手术风险,提高手术的安全性和疗效,避免盲目手术导致的次生损伤。     

肝脏外科中的虚拟手术方案设计

目的探讨三维可视化及虚拟手术技术应用于肝脏外科的准确性及实际意义。方法利用灌注成像HCT扫描法对35例肝脏标本及其肝内主要管道系统进行扫描,采集二维图像数据;利用3DMED软件对二维图像数据进行三维可视化重建,并对重建肝脏模型的体积与肝脏标本实际情况进行对比研究;在准确重建的三维模型上使用虚拟手术工具对其进行模拟手术分割,并按照虚拟分割层面,对相应肝脏标本进行实际分割。结果重建后的肝脏模型三维效果逼真,立体感强,可任意角度旋转、观察;能够显示肝内各主要管道系统的空间位置关系,并较准确地反映肝脏体积及肝内管道系统的真实情况。虚拟手术系统对重建的肝脏模型可进行任意曲面切割,断面能显示所遇到之管道结构,并与实际肝脏标本的切割断面情况相符。结论三维可视化重建基础上的虚拟手术技术是肝脏外科有效的辅助工具;对制定合理的手术预案具有重要的临床价值。     

肝脏外科中的虚拟手术方案设计

目的探讨二维可视化及虚拟手术技术应用于肝脏外科的准确性及实际意义。方法利用灌注成像HCT扫描法对35例肝脏标本及其肝内主要管道系统进行扫描，采集二维图像数据；利用3D MED软件对二维图像数据进行三维可视化重建，并对重建肝脏模型的体积与肝脏标本实际情况进行对比研究；在准确蓖建的二维模型上使用虚拟手术工具对其进行模拟手术分割，并按照虚拟分割层面，对相应肝脏标本进行实际分割。结果重建后的肝脏模型三维效果逼真，立体感强，可任意角度旋转、观察；能够显示肝内各主要管道系统的空间位置关系，并较准确地反映肝脏体积及肝内管道系统的真实情况。虚拟手术系统对重建的肝脏模型可进行任意曲面切割，断面能显示所遇到之管道结构，并与实际肝脏标本的切割断面情况相符。结论三维可视化重建基础上的虚拟手术技术是肝脏外科有效的辅助工具；对制定合理的手术预案具有重要的临床价值。     

个体化仿真手术在肝血管瘤手术治疗中的应用价值

目的 探讨个体化仿真手术在肝血管瘤外科手术中的应用价值.方法 利用1例肝血管瘤患者64排螺旋CT扫描数据集,在自主开发的图像处理软件对图像进行分割及三维重建,将重建模型导入到FreeForm Modeling System进行修饰和平滑.使用系统的力反馈设备PHANTOM进行肝血管瘤术前仿真手术研究,选择适合本例患者的手术方式.结果 重建的肝脏、肝内管道系统、血管瘤模型形态逼真,立体感强;各管道系统的分布、走行以及相互关系明晰;在建立的仿真手术系统的仿真环境中,使用"仿真手术刀"仿真了肝血管瘤的手术过程,仿真手术符合临床手术过程并有力的反馈作用.结论 可视化三维重建模型有利于肝血管瘤手术治疗方案的合理选择;术前的手术设计和可视化演示可提高手术效果,降低手术风险及减少手术并发症.     

虚拟肝脏手术规划应用于肝切除术的研究

目的 探讨虚拟肝脏手术规划对肝切除术的指导价值.方法 基于患者螺旋cT断层图像,应用自主研发的虚拟肝脏手术规划系统软件Liv 1.0对2007年5月至2009年5月收治的142例肝肿瘤患者进行虚拟肝脏手术规划,将虚拟手术规划结果与手术中所见进行对比.结果 (1)重建的142例三维可视化肝脏效果满意,清晰显示肝肿瘤的大小、位置、数目及其与肝内管道的空间毗邻关系,并可从任意角度观察,与术中所见匹配良好.(2)通过虚拟肝脏手术规划,可显示肝切除过程中需切除或保留的肝内管道,计算出余肝组织可能出现缺血和淤血的范围;通过反复的手术模拟,改变手术切除界限,优化手术方案.其中29例经CT图像判断无法切除而应用该系统进行手术规划后完整切除肿瘤,92例经虚拟手术后优化了手术方案.(3)127例肝癌患者虚拟肝脏手术规划所测预切除肝脏体积为(477±223)ml,实际切除肝脏体积为(451±209)ml,误差率为6.1%,两者间呈正相关(R=0.922,P<0.01).结论 应用软件Liv 1.0进行肝脏三维重建及虚拟肝脏手术规划可以为复杂的肝切除术提供重要的术前参考,有利于提高手术预见性和安全性,有利于提高复杂性肝切除的成功率.     

Preoperative estimation of right lateral sector graft by three-dimensional computed tomography

The right lateral sector is an alternative graft for living donor liver transplantation. Three-dimensional image reconstruction of right lateral sector grafts was performed to reveal vascular anatomy and volume using three-dimensional computed tomography software in three donors. There was a correlation between actual and estimated volume (r=.93), although actual graft volume tended to be larger than the preoperative estimated volume. In one donor, a portal branch of the right lateral sector was independently ramified. The branch was sacrificed in the operation because its territory volume was only 44 cm3. Three-dimensional images matched the shape of the right lateral sector graft. Three-dimensional computed tomography might be useful before donor hepatectomy, providing important information for decisions regarding the operative procedure.     

The impact of 3-D virtual hepatectomy simulation in living-donor liver transplantation

Background/Purpose In living-donor liver transplantation, accurate assessments of liver graft volume and anatomical variation are mandatory for the preoperative planning of safe donor hepatectomy and successful recipient implantation. The aim of this study was to assess the feasibility and accuracy of novel three-dimensional (3-D) virtual hepatectomy simulation software in living-donor liver transplantation. Methods We developed the hepatectomy simulation software, which was programmed to analyze detailed 3-D vascular structure and to predict liver graft volume, based on hepatic circulation. Results In 101 individuals, including 4 living donors, the predicted liver resection volumes revealed a significant correlation with the actual value (P < 0.0001), with a mean difference of 7.9 ml. The drainage area by the individual hepatic vein branch was quantified to achieve reconstruction of the corresponding venous branch. The application of multidetector computed technology scanning and virtual cholangioscopy facilitated more detailed visualization of the 3-D hilar anatomy in a left trisectoral graft transplantation. Conclusions This hepatectomy simulation software reliably predicted accurate liver graft volume and the drainage volume of hepatic vein branches. This software may contribute to the preoperative planning of safe donor hepatectomy and implantation with satisfactory graft viability.     

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巨块型肝癌在我国肝癌病人中所占比例较高,其手术治疗难度大、并发症多、预后差。准确的术前评估对改善其疗效尤为重要。三维手术模拟软件的应用可清晰地立体重建肝脏内的解剖,对感兴趣区域的距离、体积等进行精确计算,同时可以模拟不同手术方案,根据病人具体情况对手术范围、方式进行调整,对改善复杂、疑难和巨块型肝癌手术的疗效有一定价值。     

Virtuelle Operationsplanung in der Leberchirurgie

The operability of a liver tumour depends on its three-dimensional relation to the intrahepatic vascular trees which define autonomously functioning liver (sub-)segments. The aim of our study was to establish a computer-based three-dimensional volumetric operation planning system for the liver. METHODS: Using data from routine helical CT scans the three tissue subclasses of liver parenchyma, liver vessels and liver tumour were segmented semiautomatically. A dedicated segmenting tool was established using region growing algorithms in combination with an "intelligent" border finder. Visualisation is performed by the "Heidelberg Raytracer". The vascular trees are visualised as 3D graphs. Pseudoconnections between portal and hepatic venous trees are separated automatically. Security margins are calculated and the system presents a virtual resection proposal. RESULTS: The 3D anatomy of the liver can be visualised in high quality resulting in good depth perception. Security margins are demonstrated. Dependent liver parenchyma can be recognized automatically on the basis of the vascular trees. The system offers a individualised resection proposal including the tumour, security margin and dependent liver parenchyma. CONCLUSION: Three-dimensional presentation of the individual liver anatomy of a given patient facilitates the perception of the pathology. Virtual reality combined with artificial intelligence allows calculation of complete resection protocols, which can be quantified and modified interactively. This will make operation planning more objective; patient selection may be improved, and in cases of difficult tumour localisation different resection strategies may be tested. Thus virtual reality in liver surgery will improve teaching, surgical training and planning. It may lead to improved surgical care.     

64排CT检查及软件辅助系统在肝门部胆管癌术前评估和手术规划中的应用

目的 探讨应用64排CT检查及软件辅助系统在肝门部胆管癌术前评估和手术规划中的应用价值.方法 回顾性总结2009年6月至12月中山大学附属第一医院应用64排CT检查及软件辅助系统分析6例肝门部胆管癌患者的临床资料,6例患者术前行上腹部64排CT检查,然后使用软件辅助系统进行肝脏、肿瘤、血管、胆道的三维重建,显示血管和胆道与肿瘤的三维关系,进行虚拟的肝切除手术方式设计.结果 成功完成对肝脏、肿瘤、血管以及扩张胆道的三维重建,其画面可以任意角度旋转、放大观察.术中证实术前评估和规划及设计的虚拟手术方式与手术的实施一致.手术切除的肝脏体积与软件辅助系统评估的体积差别在5%左右.患者术后恢复良好,无肝功能衰竭发生.结论 64排CT检查及软件辅助系统能对肝门部胆管癌作出准确的术前评估和手术规划.     

3D打印技术在精准肝切除术前评估的应用

目的:探讨医学3D打印技术在精准肝切除术前评估的应用价值。方法:回顾性分析2016年1月—2016年12月在宁夏医科大学总医院肝胆外科7例复杂性肝脏肿瘤患者临床资料。其中男5例,女2例,平均年龄55岁。患者术前经上腹部增强CT扫描,使用三维可视化软件(MI-3DVS)进行三维重建,导入3D打印机,打印出1:1肝脏物理模型,分析肝脏解剖、进行术前模拟,确定手术方案。结果:全部患者的肝脏3D模型能清晰显示肝内脉管系统、肝脏及肿瘤组织解剖形态、肿瘤与肝内血管结构毗邻关系,计算出肝脏平均体积为(1 872.2±753.7)mL,肝脏肿瘤体积中位数为316.96 mL。根据3D打印结果,1例患者因肿瘤侵犯门静脉不适宜外科手术,建议行经肝动脉化疗栓塞术,其余6例均行精准肝切除,实际手术过程与术前手术规划完全符合(6/6),无围手术期期死亡。结论:医学3D打印技术可应用于肝脏肿瘤的手术规划,在精准肝切除的术前评估有一定的指导意义。     

64排CT检查及软件辅助系统在肝门部胆管癌术前评估和手术规划中的应用

目的 探讨应用64排CT检查及软件辅助系统在肝门部胆管癌术前评估和手术规划中的应用价值.方法 回顾性总结2009年6月至12月中山大学附属第一医院应用64排CT检查及软件辅助系统分析6例肝门部胆管癌患者的临床资料,6例患者术前行上腹部64排CT检查,然后使用软件辅助系统进行肝脏、肿瘤、血管、胆道的三维重建,显示血管和胆道与肿瘤的三维关系,进行虚拟的肝切除手术方式设计.结果 成功完成对肝脏、肿瘤、血管以及扩张胆道的三维重建,其画面可以任意角度旋转、放大观察.术中证实术前评估和规划及设计的虚拟手术方式与手术的实施一致.手术切除的肝脏体积与软件辅助系统评估的体积差别在5%左右.患者术后恢复良好,无肝功能衰竭发生.结论 64排CT检查及软件辅助系统能对肝门部胆管癌作出准确的术前评估和手术规划.