左肝内胆管结石患者的64排CT数据集的三维重建和左肝切除可视化仿真手术的研究

目的 探讨64排螺旋cT的左肝内胆管结石的扫描数据,进行图像程序分割、三维重建和左肝切除术的可视化仿真手术.方法 利用64排cT扫描采集肝内胆管结石的数据集.运用医学图像处理系统(MIPS)对CT序列图像进行程序分割和三维重建,得到肝胆三维模型的数据以标准模板库STL格式输出,然后导入FreeForm Modeling System(FreeForm)利用自行开发的虚拟手术器械进行左肝切除的可视化仿真手术.结果 利用MIPS软件进行肝内胆管结石二维的CT图像程序分割速度快、效果满意.将分割的数据进行三维重建所获得的肝胆模型结构清晰、立体感强,形态逼真,可完成左肝切除的可视化仿真手术.结论 MIPS可以有效、快速地完成肝内胆管结石的64排螺旋CT的二维图像数据的程序分割、三维重建及在FreeForm进行左肝切除可视化仿真手术,为仿真的胆道外科手术提供思路.     

脾脏的三维重建和脾切除可视化仿真手术的应用研究

目的 研究64排螺旋CT脾脏扫描数据的三维重建和脾切除的可视化仿真手术.方法 采集脾脏64排螺旋CT的原始扫描数据,通过自适应区域生长算法对CT序列图像进行图像程序分割和自动提取,再采用自行研发的图像处理软件对分割后的图像进行三维重建,然后导入FreeForm Modeling System中修饰、平滑并进行脾切除术前的可视化仿真手术的研究.结果 自适应区域生长算法进行脾脏图像程序分割速度快、效果好,可获得满意的脾脏分割数据;三维重建出来的图像结构清晰,可真实再现脾脏和周围重要器官及管道的结构;睥切除的仿真手术效果接近实际手术.结论 脾脏CT数据三维重建和可视化仿真手术的研究应用可以让手术者对脾脏周围的三维解剖结构在手术前能够有清晰的了解,对降低手术风险、减少手术并发症,提高手术效果有很大的帮助.     

胆总管结石患者的可视化仿真手术研究

目的 研究胆总管结石患者CT扫描数据的图像分割、三维重建和胆总管切开取石与T管引流术的可视化仿真手术.方法 采用64排螺旋CT扫描收集患者的数据;运用医学图像处理系统(MIPS)对患者的CT数据进行自动分割和三维重建,得到肝胆的三维模型,然后在FreeForm Modeling System(FreeForm)对模型进行加工;利用系统的GHOST SDK的软件进行虚拟手术器械的二次开发并实施胆总管结石的可视化仿真手术.结果 共采集平扫、动脉期、门静脉期、肝静脉期的数据,并由DICOM转换成BMP格式;MIPS分别对各期数据进行自动分割和三维重建,得到含胆总管结石的肝胆三维模型,并以STL格式输出;三维模型导人FreeForm进行平滑加工,不同的组织结构以不同的颜色渲染,三维模型更有立体感,形态逼真,将自行开发的手术器械T管等导入系统,利用力反馈设备PHANToM操纵下可以完成胆总管结石的可视化仿真手术.结论 MIPS可以有效、快速地完成胆总管结石的CT图像自动分割、三维重建.在FreeForm进行二次手术器械的开发后,利用力反馈设备PHANToM操纵下可以模拟胆总管结石的仿真手术.     

股骨转子间骨折的可视化仿真手术研究

目的 研究可视化仿真手术在股骨转子间骨折治疗中的应用.方法 采集股骨转子间骨折患者64排螺旋CT的原始扫描数据,通过自适应区域生长算法对CT序列图像进行图像程序分割和自动提取,再采用自行研发的图像处理软件对图像数据进行三维重建,并导入FreeForm Modeling System中进行图像修饰,利用CAD软件UnigraphicsNX和GHOST SDK软件开发出动力髋螺钉(dynamic hip screw, DHS)仿真手术器械,利用PHANTOM力反馈设备进行股骨转子间骨折患者术前的可视化仿真手术研究.结果 三维重建后的股骨近端三维结构清楚,各骨折块相对关系明确.在股骨转子间骨折的仿真手术系统中,利用开发出来的DHS仿真手术器械,利用PHANTOM系统可以完成和真实手术一样的股骨转子间仿真手术,效果逼真.结论 股骨转子间骨折CT数据三维重建和可视化仿真手术可以让术者在术前对骨折块的三维结构有清晰的了解,对股骨转子间骨折手术的个体化手术方案制定、减少术后并发症、提高手术效果等方面都有很大的应用价值.     

腹主动脉瘤的可视化仿真手术

目的研究可视化仿真手术在腹主动脉瘤(AAA)手术中的应用价值。方法 1例AAA患者64排螺旋CT动脉期、静脉期DICOM数据,用MxLite View DICOM Viewer、DICOM查看器及ACDSeePhoto Manager等软件进行图像重建前处理,然后导入自主开发的医学图像处理系统(MIPS)对CTA图像中的腹部实质脏器及血管进行分割及三维重建,将重建后的各脏器及血管模型导入到FreeForm Model-ing System进行修饰和平滑,使用该系统的力反馈设备PHANToM进行AAA修复术的仿真手术。结果重建的各个腹腔脏器及血管模型形态逼真,立体感强,相互关系明晰;在FreeForm Modeling System仿真环境中,仿真手术符合临床手术过程。结论可视化仿真手术演练可熟悉手术过程,缩短手术时间。     

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.     

Study on the application of three-dimensional visualization technique in evaluation of residual liver volume and guidance for hepatectomy

目的 研究三维可视化技术在肝脏肿瘤术前评估及指导精准肝切除中的临床应用.方法 采集10例入住我院的肝脏肿瘤患者术前64排螺旋CT亚毫米原始扫描数据,再运用腹部医学图像三维可视化系统(MI-3DVS)进行图像分割及三维重建,观察重建模型进而仿真手术,计算残肝体积百分比,结合患者临床资料评估手术风险,将仿真手术与真实手术全过程,术前风险评估及真实预后情况进行对比分析.结果 MI-3 DVS对腹部脏器及其脉管系统三维重建的模型结构清晰、直观、形象逼真.10例患者功能肝体积介于(1335.28±293.72)ml;肿瘤体积介于(399.06±276.26)ml;残肝体积介于(770.12±226.77)ml;结合患者临床资料,10例患者术前测得的残肝体积百分比均能满足术后肝功代偿要求,仿真手术与真实手术全过程一致,术前利用MI-3DVS手术风险评估与真实手术风险一致.结论 三维可视化技术对指导肝脏肿瘤手术方案的制定,提高肝脏肿瘤切除率,评估手术风险,降低手术并发症的发生率意义重大.     

灌注成像螺旋CT扫描法对肝静脉的三维图像重建

目的探索灌注成像螺旋CT扫描法对肝静脉数据进行三维图像重建的技术方法,为部分肝移植术供肝的合理分割提供可靠的解剖学依据。方法采集非肝病死亡成人新鲜尸体肝脏标本17例,冲洗、清除其管道内凝血块,分别经主肝静脉逆行注入含3％泛影葡胺的明胶。螺旋CT扫描肝脏标本,利用医学三维图像处理软件对二维图像数据进行三维重建。结果所获得的肝内肝静脉系统的三维图像清晰、画面逼真,立体感强,可虚拟肝静脉的具体分支情况、行程走行及其空间位置。结论灌注成像螺旋CT扫描法是肝内肝静脉系统进行三维重建的有效技术手段,为肝脏外科术前制定手术计划提供了精确丰富的信息。     

三维可视化技术在中段胰腺切除术的临床应用

目的 探讨三维可视化(Three-dimensional Visualization)技术在中段胰腺切除术(MP)的临床应用价值.方法 采集3例胰腺颈部或体部肿瘤患者原始64层螺旋CT数据,导入三维重建可视化软件-腹部医学图像处理系统(MIPS)中,三维重建出胰腺及其肿瘤、胰周血管以及肝脏、脾脏等脏器.根据三维重建图像,观察肿瘤与周围脏器的空间解剖关系,设计手术入路,指导术中操作.结果 MIPS顺利三维重建出3例患者胰腺及肿瘤以及周围脏器和血管,清晰显示肿瘤与周围脏器和血管的空间解剖关系.根据三维重建结果设计手术方案和入路,指导术中操作,2例行开腹中段胰腺切除术MP,1例行腹腔镜下 MP,手术顺利,无手术并发症.结论 三维可视化技术对胰腺个体化手术方案的设计具有重要指导意义,可进一步扩大应用到MP以外的腹部外科手术.     

背驮式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背驮式肝移植中的应用价值.方法 利用2例胆总管结石患者的肝脏64排CT扫描数据,对CT图像进行分割,三维重建.重建出的肝脏及其管道模型分别以STL格式导入FreeForm Modeling System进行修饰和平滑.利用系统的力反馈设备,进行背驮式肝移植手术的仿真研究.结果 重建的肝脏模型形态逼真,立体感强;手术模拟过程真实、形象,且有"力"的感受.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,降低手术风险及减少手术并发症;虚拟肝移植手术有利于医务人员的培训和学习.     

基于64排螺旋CT扫描数据三维肝脏手术仿真的研究

目的研究基于64排螺旋CT扫描数据的三维肝脏虚拟手术的设计和仿真效果,以及基于自由设计模型系统（FreeForm Modeling System）的虚拟手术的可行性。方法采集正常人肝脏64排薄层扫描数据集,利用医学三维重建软件（MIMICS软件）进行肝脏及其肝内血管三维重建,并将重建的肝脏及其管道模型、人工绘制肝脏肿瘤模拟物导入FreeForm Modeling System,利用力反馈设备（PHANTOM）,对肝脏模型进行手术切割。结果通过旋转和放大目标物体,肿瘤与肝内血管的立体关系能清晰展示。根据手术原则,使用PHANTOM操纵“手术刀”,仿真左外叶切除,术中肝内管道结构容易识别,其过程基本符合临床肝脏肿瘤切除的手术过程并可调节目标物体的强度,感受切割时力反馈的大小。结论利用FreeForm Modeling System虚拟手术系统仿真肝脏手术切割,可以制定合理的个体化手术方案,减少并发症发生,提高手术成功率。     

数字医学技术在肝癌外科治疗中的应用价值

目的 研究数字医学技术在肝癌外科治疗中的临床应用价值.方法 收集2008年2月至7月南方医科大学珠江医院肝胆外科收治的11例原发性肝癌患者的64排螺旋CT扫描数据,其中肝细胞癌9例,胆管细胞癌2例.将收集的数据输入自主研发的医学图像处理系统进行程序分割、三维重建,然后把重建的三维模璎导入到FreeForm Modeling System进行平滑,利用系统的力反馈没备进行肝癌的手术治疗及肝动脉化疗泵放置的仿真研究.以三维苇建模型及仿真手术的结果用于术前指导手术方式的选择并与术中结果相比较.结果 11例患者重建的肝脏、肝动脉、门静脉、肿瘤模型相巨空间结构清晰,可轻松地观察剑肿瘤的血供类型,计算出肿瘤占肝脏的体积百分比;在建立的仿真环境中,使用PHANTOM操纵"仿真器械"及"仿真化疗泵"仿真肝切除术及肝动脉置泵的过程,整个过程有力的感受,与临床手术过程相符,可实时指导临床手术.结论 数宁医学有助于充分了解肝脏血管变异情况及肝脏管道与肝癌的空间结构关系,有助于肝癌切除的彻底性,又可最大限度地保留正常肝组织,减少术中出血,降低手术风险及并发症.     

数字医学技术在肝胆管结石诊治中的应用价值

目的 研究数字化医学技术在肝胆管结石诊断及治疗中的应用价值.方法 收集2008年2月至9月南方医科大学珠江医院肝胆一科收治的14例肝胆管结石患者的64排螺旋CT扫描数据,其中男性3例,女性11例,年龄37～65岁,平均48岁.将收集的数据导入医学图像处理软件进行程序分割、三维重建.重建后的模型再导人到FreeForm Modeling System,并利用自主研发的仿真器械进行仿真手术研究.术前根据三维重建及仿真手术的结果选择合适的手术方式,并与术中所见相比较,术后通过逆行T管造影检查结石是否有残余,评价三维重建及仿真手术的价值.结果 14例肝胆管结石三维重建模型中显示左肝胆管结石7例,右肝胆管结石2例,左右肝胆管结石5例.其中6例合并肝外胆管结石;胆管绝对狭窄6例,相对狭窄8例.三维模型诊断与临床诊断一致.术前仿真多种手术方式,仿真手术过程使用的仿真器械有力反馈的感觉.结论 数字医学技术有助于诊断结石的分布、胆道狭窄部位及程度.仿真手术可指导手术方式的选择,从而降低手术风险.     

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.     

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。