三维可视化技术在宫颈癌诊治中的应用初探

目的:建立活人体宫颈癌患者女性盆腔三维可视化数字模型,探讨三维可视化技术在宫颈癌诊治中的应用价值。方法:应用女性盆腔CT薄层扫描数据,在腹部医学三维可视化系统进行图像分割及三维重建,然后将重建模型导入FreeForm Modeling System平台进行平滑、上色、透明化、旋转等操作,获得三维可视化模型。结果:成功重建出宫颈癌患者女性盆腔的三维图像,包括盆腔主要脏器、血管、宫颈癌肿块、肿瘤供血血管等,并可从任意角度观察子宫与毗邻主要脏器空间立体位置关系。结论:通过腹部医学三维可视化系统重建的宫颈癌女性盆腔数字化模型,能够辅助判断宫颈癌患者分期并为临床治疗提供一定的参考依据,为进一步的仿真手术研究提供基础。     

女性盆腔的可视化研究及其意义

目的建立中国女性盆腔三维可视化数字模型.方法应用首例中国女性数字化可视人体数据集,在VRM计算机平台上进行女性盆腔的可视化研究.结果成功建立了三维可视化女性盆腔模型,该模型能进行任意方位的旋转,可进行连续的任意角度的切割,并能清晰地显示出各个方位切割面的断面解剖结构.结论可视化女性盆腔能够提供各个方位、完整而准确的薄层断面数据,为妇产科及外科手术治疗提供了准确的形态学依据,为虚拟手术奠定了基础.     

女性内生殖器畸形的虚拟现实研究

目的:探讨女性内生殖器畸形的虚拟现实检查方法及其临床意义.方法:应用1.5-T GE MR系统对内生殖器畸形女性患者进行盆部扫描,将MRI信息导入RadioDexter 1.0系统重建三维结构,在Dextroscope工作站可视化环境下进行处理和研究,分析女性内生殖器的形态改变和空间比邻关系.结果:在虚拟现实可视化环境下成功对女性内生殖器畸形进行处理和分析,获取女性内生殖器畸形的详细信息.结论:基于MRI影像的虚拟现实可视化技术能较准确地诊断女性内生殖器畸形并指导畸形矫正手术.     

虚拟仿真技术构建三维模型在腰椎转移性肿瘤中的应用

背景：脊柱转移瘤往往破坏椎体和附件,患者会患有严重的疼痛,并发症发生率较高,例如截瘫和脊柱后凸畸形等.脊柱转移瘤治疗原则是早期诊断,手术完全切除,术后化疗.影像学技术如CT可判断脊柱转移瘤的转移情况,进行准确的术前定位.目前可视化仿真手术及虚拟现实技术已经逐渐应用于整形外科领域.目的：通过探索虚拟现实技术来寻找一种实行经前后路联合治疗腰椎转移性肿瘤的途径.方法：基于腰椎的64排螺旋CT连续薄层二维图像,Mimics软件分别重建正常腰椎、破坏病椎、腹主动脉及双侧肾脏的三维可视化结构,在三维模型拟行经前路病灶清除、钛网骨水泥支撑、后路椎弓根螺钉内固定.结果与结论：基于Dicom格式数据进行三维重建图像结构清晰,可真实再现腰椎病椎和邻近脏器的结构,整个虚拟仿真手术真实直观.虚拟仿真手术准确重建腰椎恶性肿瘤及邻近结构的三维立体结构,明确病椎清除范围,经后路重建脊柱序列,此方法可为个体化的治疗方案提供了客观的依据.     

经会阴超声评估前盆腔器官脱垂程度与临床盆腔器官脱垂定量分期的相关性研究

目的 应用经会阴超声观察产后女性前盆腔器官脱垂情况,并与临床盆腔器官脱垂定量分期法(POP-Q)评估进行比较分析,探讨超声量化评估前盆腔器官脱垂程度的临床应用价值.方法 对经临床POP-Q评估诊断为前盆腔脏器脱垂的67例初产妇行经会阴超声检查.以经耻骨联合下缘的水平线为参考线,在最大Valsaval动作时观察尿道和膀胱后壁的运动变化情况,测量膀胱后壁脱垂最下缘距参考线的距离,并将超声检查结果与临床POP-Q评估结果进行统计学对比分析.结果 经会阴超声对前盆腔器官脱垂的评估与临床POP-Q评估具有较好的相关性(r=0.70),经会阴超声对前盆腔器官脱垂程度的评估标准:Ⅰ度脱垂膀胱后壁脱垂最下缘位于参考线以上;Ⅱ度脱垂位于参考线以下2 cm以内.结论 经会阴超声能定量评估前盆腔器官脱垂的程度,与临床POP-Q评估相关性较好,可作为临床量化诊断前盆腔器官脱垂的影像学方法.     

Prolift全盆底重建术治疗老年女性盆腔器官脱垂89例临床分析

目的探讨Prolift全盆底重建术治疗老年女性盆腔器官脱垂的有效性和可行性。方法对89例老年女性盆腔器官脱垂患者行Prolift全盆底重建术,应用聚丙烯网片对子宫主韧带、骶韧带、阴道前后壁、膀胱宫颈韧带进行全盆底重建,并根据国际尿控协会制定的盆腔器官脱垂定量(POP-Q)分度法,评价手术效果。结果 Prolift全盆底重建术手术时间(70.20±9.88)min,术中出血量(60.87±19.40)mL;术后患者子宫脱垂、阴道前后壁膨出、尿失禁等症状均得到有效纠正;无院内感染发生,未发生与手术相关并发症;术后平均住院时间8d;术后随访5～21个月,患者盆底结构基本正常,相关症状消失或明显改善。结论 Prolift全盆底重建术是一种可治疗多区域、复杂型盆腔器官脱垂的微创手术,保留子宫同时可完成全盆底结构和功能全部或部分重建,短期疗效稳定。     

女性盆腔器官膨出疾病全盆底修复重建术的手术配合

目的:探讨女性盆腔器官膨出疾病全盆底修复重建术的手术配合方法.方法:对25例盆腔器官膨出患者手术治疗的护理配合进行回顾性总结.结果:25例患者平均手术时间50 min;术中平均出血量20～50 ml.术后无并发症发生.结论:手术室护士不但要熟悉疾病的特点,还要具备娴熟的护理技术,从而提高手术配合质量,减少手术并发症的发生.     

女性不孕症112例腹腔镜的诊治分析

目的 :探讨腹腔镜在女性不孕症诊治中的价值。方法 :对 112例女性不孕症患者进行腹腔镜诊断性检查及治疗。结果 :①腹腔镜诊断结果 :112例女性不孕症患者中 ,慢性盆腔炎 5 8例 (占 5 1.8% ) ,子宫内膜异位症 4 0例 (占35 .7% ) ,多囊卵巢 7例 (占 6 .3% ) ,子宫肌瘤 2例 (占 1.8% ) ;正常盆腔 5例 (占 4 .5 % ) ;②腹腔镜治疗结果 :112例女性不孕症患者中 ,除 5例盆腔器官形态正常 ,6例严重盆腔病变 ,2例子宫肌瘤未施行手术外 ,其余 99例针对不同病因施行不同的矫治手术 ,手术均顺利。结论 :腹腔镜检查可帮助明确不孕症病因 ,并可在镜下实施治疗 ,值得临床应用。     

基于数字化可视人的医学图像融合研究

目的为数字化可视人体数据应用于临床影像设备提供完整的技术方案和程序代码。方法通过数字化可视人体分割数据与标准DICOM3.0数据格式的转换,对中国可视化人的彩色分割图像与CT图像进行融合。结果建立了一套符合临床放射治疗系统数据要求的标准DICOM3.0中国可视化人体数据源女性盆腔数据。结论为妇科肿瘤放射治疗过程中靶区勾画、治疗方案优化和剂量评估提供了具有重要器官分割特性的数字模拟计算模型,有助于数字化可视人体数据的临床推广应用。     

应用Prolift盆底修复网片行前盆修复术的围手术期护理

目的 探讨应用Prolift盆底修复网片行前盆修复术治疗女性盆腔器官脱垂的护理方法 及效果.方法 对12例行前盆修复术治疗女性盆腔器官脱垂的患者,术前加强心理护理,术后加强观察护理,并指导患者适时适量进行盆底肌功能锻炼.结果 12例患者手术效果满意,术后随访3～12个月无膀胱损伤、排尿困难、阴道流血、流液、下腹部疼痛、院内感染等并发症,无一例复发.仅有1例于拔除尿管后出现暂时性尿潴留,7 d后缓解.12例患者术前症状均消失或明显改善,短期有效率达100%.结论 应用Prolift盆底修复网片行前盆修复术具有创伤小、安全、简便、恢复快、效果好等优点,是一种治疗女性盆腔器官脱垂的有效方法,术前术后采取有效的护理措施,指导患者进行盆底肌功能锻炼,是手术顺利完成和提高患者术后生活质量的保证.     

虚拟现实技术在数字人体数据集中的应用

目的 研究虚拟现实技术在数字人体数据集上的应用.方法 基于中国第一例数字化女虚拟人数据集的重建结果,运用虚拟现实整合软件开发解剖教学系统及虚拟手术室漫游.结果 开发出了一个3D 解剖图谱及一个虚拟手术室漫游系统.结论 虚拟现实技术增强了可视化效果,具有较强的交互性,拓宽了虚拟人体数据集的应用范围.     

集成化三维虚拟手术系统的设计

目的解决虚拟手术系统中图像处理与三维可视化等方面的关键问题。方法利用VTK的可视化功能与ITK强大的图像处理功能,将它们集成起来,研究图像分割、图像配准与融合、三维重建与虚拟切割等关键技术。结果利用VTK与ITK,实现了图像的准确分割、多模态图像配准、三维重建与显示,并能进行三维虚拟切割。结论这种集成化的三维虚拟手术系统,可以使医生直观地观察手术过程与效果,提高手术的安全性与质量。     

先天性心脏病三维超声虚拟内窥镜可视化研究

目的 研究开发三维心脏超声虚拟内窥镜系统并对先天性心脏病进行可视化研究.方法 正常小儿10例、先天性心脏病患儿22例(房间隔缺损10例,室间隔缺损6例,法洛四联症6例),将计算机虚拟现实技术和科学计算可视化技术结合,使用C++6.0语言编写和可视化工具库(VTK)开发平台对心脏超声数据集进行三维重建,创建虚拟现实环境系统,建立三维超声虚拟心脏,通过心内导航实现虚拟心内漫游.结果 三维心脏超声虚拟内窥镜系统实现了心脏超声数据的心内三维可视化和心内导航.结论 三维心脏超声虚拟内窥镜系统为先天性心脏病的诊断提供了一种新的可视化方法.     

虚拟现实系统中岩骨颞下和乙状窦前入路比较研究

目的 在虚拟现实系统中评估比较颞下和乙状窦前入路磨除岩骨显露解剖结构的顺序和范围.方法 将尸体头颅CT影像数据输入Dextroscope虚拟现实系统,构建岩骨三维解剖模型.分别模拟颞下和乙状窦前入路磨除岩骨并测量数据.结果颞下入路和乙状窦前入路磨除岩骨的虚拟现实可视化效果良好,解剖数据测量方便快捷;膝状神经节和乳突尖部分别为颞下入路和乙状窦前入路的重要术中解剖标志;乙状窦前入路显露岩骨内结构的磨除骨质操作多于颞下入路,显露颈静脉球受到岩骨内其他结构遮挡少于颞下入路;颞下入路显露颈内动脉所受岩骨内其他结构遮挡少于乙状窦前入路.结论 颞下入路适合显露颈内动脉,乙状窦前入路在显露颈静脉孔区方面具有优势.虚拟现实系统在同一模型中进行不同入路模拟,有利于节约标本,进行个体化比较.     

分娩护理虚拟仿真实验项目的设计与应用

目的 探讨分娩护理虚拟仿真实验教学项目的设计和应用.方法 以教学内容为基础,利用3D虚拟仿真技术,构建分娩护理虚拟仿真教学系统,学习内容涵盖第一产程护理、第二产程护理、第三产程护理3个模块.在护理本科妇产科护理课程及助产方向的助产学课程中应用,对该系统在2015级121名护理本科生中的应用情况及效果进行分析.结果 学生在线操作时长平均1.39 h.学生对虚拟仿真系统及教学模式的主观评价分别为平均94.24%持赞成或中立态度、88.84%持赞成或中立态度.结论 该教学项目的设计和实施,为今后虚拟仿真实验教学在护理专业各课程教学中的开展提供了借鉴.     

动态心内三维超声虚拟现实诊断方法研究

目的应用虚拟现实（VR）技术,通过临床初步应用研究,评价小儿先天性心脏病心内三维虚拟现实诊断方法的可行性.方法正常小儿20例、先天性心脏病患儿30例（ASD 10例、VSD 9例、TOF 11例）,分别进行全心三维图像重建,实现动态三维超声虚拟现实显示,对虚拟心内结构进行三维空间定位观察,显示心内结构异常者与心导管术后或手术后诊断或三维超声诊断进行比较,确定该方法的空间定位及空间结构关系判断的准确性.结果动态心内三维超声虚拟显示技术能正确显示正常及先天性心脏病患儿的心内结构,诊断心内结构异常者与心导管术后或手术后诊断或三维超声诊断一致.结论动态心内三维超声虚拟现实技术为小儿先天性心脏病无创性三维超声诊断提供了一种新方法.     

Augmented reality patient-specific reconstruction plate design for pelvic and acetabular fracture surgery

Purpose

The objective of this work is to develop a preoperative reconstruction plate design system for unilateral pelvic and acetabular fracture reduction and internal fixation surgery, using computer graphics and augmented reality (AR) techniques, in order to respect the patient-specific morphology and to reduce surgical invasiveness, as well as to simplify the surgical procedure.

Materials and methods

Our AR-aided implant design and contouring system is composed of two subsystems: a semi-automatic 3D virtual fracture reduction system to establish the patient-specific anatomical model and a preoperative templating system to create the virtual and real surgical implants. Preoperative 3D CT data are taken as input. The virtual fracture reduction system exploits the symmetric nature of the skeletal system to build a “repaired” pelvis model, on which reconstruction plates are planned interactively. A lightweight AR environment is set up to allow surgeons to match the actual implants to the digital ones intuitively. The effectiveness of this system is qualitatively demonstrated with 6 clinical cases. Its reliability was assessed based on the inter-observer reproducibility of the resulting virtual implants.

Results

The implants designed with the proposed system were successfully applied to all cases through minimally invasive surgeries. After the treatments, no further complications were reported. The inter-observer variability of the virtual implant geometry is 0.63 mm on average with a standard deviation of 0.49 mm. The time required for implant creation with our system is 10 min on average.

Conclusion

It is feasible to apply the proposed AR-aided design system for noninvasive implant contouring for unilateral fracture reduction and internal fixation surgery. It also enables a patient-specific surgical planning procedure with potentially improved efficiency.     

Virtual Reality and Computer-Enhanced Training Applied to Wheeled Mobility: An Overview of Work in Pittsburgh

Some aspects of assistive technology can be enhanced by the application of virtual reality. Although virtual simulation offers a range of new possibilities, learning to navigate in a virtual environment is not equivalent to learning to navigate in the real world. Therefore, virtual reality simulation is advocated as a useful preparation for assessment and training within the physical environment. We are engaged in several efforts to develop virtual environments and devices for mobility skills assessment and training, exercise training, and environment assessment. Virtual reality offers wheelchair users a training tool in different risk-free environments without any indoor (e.g., walls, furniture, and stairs) and outdoor (e.g., curb cuts, uneven terrain, and street traffic) physical constraints. Virtual reality technology will probably become more common in the field of assistive technology, especially given the rapid expansion of gaming technology and the continued exponential growth of computing power.     

静脉膀胱造影64排螺旋CT扫描及仿真内镜成像技术探讨

目的探讨静脉膀胱造影膀胱CT扫描方法,提高膀胱CT仿真内镜图像质量。方法将94例膀胱检查患者分为三组：A组30例,盆腔增强扫描后,将尿液排完,再口服300 ml水,上检查床翻转两次后行膀胱扫描;B组32例,扫描同A组相同,但喝水量则根据扫描时所测膀胱充盈后的体积口服等量的水;C组32例,盆腔增强扫描后,不排尿,等候30 min,上检查床后反转两次后行膀胱扫描。测定膀胱腔内不同区域液体密度的CT值;对膀胱仿真内镜图像进行评分,统计分析结果。结果 A组和B组膀胱腔内不同区域所测CT值差别无统计学意义（P〉0.05）,显示膀胱内对比剂均匀性较好。C组膀胱腔内不同区域所测CT值差别有统计学意义（P〈0.001）,显示膀胱内对比剂均匀性差。三组CT仿真内镜图像评分之间总体差异有统计学意义（P＜0.001）;两两比较,A组与B组间差异无统计学意义（P〉0.05）,A组与C组及B组与C组之间差异有统计学意义（P＜0.001）。A组和B组图像明显优于C组。结论盆腔增强扫描后,将尿液排完,再口服300ml水,上检查床反转两次后行膀胱扫描,可获得良好的CT仿真内镜图像。