VR技术在颅内动脉瘤手术术前计划中的应用

目的：在颅内动脉瘤手术前应用虚拟现实技术进行术前计划和模拟手术。探讨虚拟现实技术的应用价值。方法：全组97例患者术前均行CTA或MRA检查,将影像数据已DICOM格式保存,传入VR系统工作站中,进行VR立体三维重建,从任意角度观察动脉瘤、载瘤动脉及比邻血管,确定手术方案,拟行动脉瘤夹闭术者进行VR模拟手术。结果：76例行动脉瘤夹闭手术,1例行颞浅动脉-大脑中动脉搭桥手术,16例行介入栓塞治疗,2例放弃治疗;手术患者术中所见与VR术前计划所见完全一致,术后无死亡病例。结论：虚拟现实术前计划系统可在术前提供充分的立体三维信息,模拟手术可帮助术者充分了解动脉瘤夹闭的可能性,有效降低手术意外的发生     

3D—CTA在脑膜瘤术前评估的应用

目的：探讨三维CT血管造影（3D—CTA）重建技术在脑膜瘤术前评估中的应用价值。方法：收集42例术前诊断脑膜瘤并经手术和病理证实的患者,术前常规行头颅3D—CTA检查,了解脑膜瘤的血供,肿瘤与周围大血管、静脉窦的关系,以及肿瘤对颅骨的侵犯情况。结果：术前3D—CTA检查能清楚的显示肿瘤的血供,肿瘤与周围大血管、静脉窦的关系和肿瘤对颅骨的侵蚀情况;术前模拟手术入路与术中所见吻合。结论：3D—CTA为脑膜瘤的外科手术治疗提供更科学更直观的影像资料,增加了手术的安全性,是脑膜瘤术前评估中非常有价值的影像学检测方法。     

蝶骨嵴内侧型脑膜瘤38例显微手术效果分析

目的探讨应用显微外科技术切除蝶骨嵴内侧型脑膜瘤治疗经验。方法回顾性分析38例蝶骨嵴内侧型脑膜瘤手术入路、术中显微切除以及神经血管保护要点。结果本组按simpson标准Ⅰ～Ⅱ级全切肿瘤32例(84.2%),6例simpsonⅢ级切除(15.8%)。对Ⅰ～Ⅱ级患者随访半年至两年,肿瘤复发3例。结论应用显微外科技术切除蝶骨嵴内侧型脑膜瘤,可以明显提高治疗效果;术前选择恰当的入路,术中良好的肿瘤显露,完好的神经血管保护是手术成功的关键。     

栓塞与颅内外分离治疗巨大蝶骨嵴脑膜瘤

目的探索巨大蝶骨嵴脑膜瘤手术方式。方法6例蝶骨嵴脑膜瘤经翼点入路、术前栓塞、颅内颅外结合交替分离，显微镜下分块切除。结果6例蝶骨嵴脑膜瘤全切，术后复查头颅CT或MRI无异常，患者未遗留任何神经废损症状。结论起源于蝶骨嵴的脑膜瘤，经扩大翼点入路、术前栓塞、颅内颅外结合交替分离，显微镜下分块切除的手术方式效果较好，能显著提高全切率，降低致残率。     

CTA在指导脑膜瘤手术中的临床价值

目的:探讨CT血管造影(CTA)在指导脑膜瘤手术中的临床价值,为今后脑膜瘤的诊断提供临床依据.方法:回顾性分析我院2008年9月～2010年5月15例术前行头颅CTA检盘诊断为脑膜瘤患者的临床资料,并经手术和病理证实.结果:15例脑膜瘤患者均获得肿瘤、血管以及颅骨的优质二位一体立体图像,CTA检查清楚地显示肿瘤血供,肿瘤与周围大血管和静脉窦的关系以及肿瘤对颅骨的侵蚀情况;15例脑膜瘤中,9例三维图像重建肿瘤轮廓清楚且血管重建图像肿瘤染色明显,血运较丰富,6例三维图像显示血运不丰富,均与术中所见一致.结论:CTA诊断脑膜瘤具有较好的三维显示能力,为脑膜瘤的外科手术治疗提供更科学更直观的影像资料增加手术的安全性,同时具有快速、经济、微创、信息量大、受检人员接受辐射小等优点,对指导脑膜瘤手术中具有重要的临床价值.     

蝶骨嵴脑膜瘤的显微外科治疗

目的总结32例蝶骨嵴脑膜瘤患者的显微外科手术技巧。方法回顾性分析32例经显微外科手术治疗的蝶骨嵴脑膜瘤患者（内侧型22例,外侧型10例）的临床资料。结果32例患者中,肿瘤全切23例（71．8％）,近全切除4例（12．5％）,大部切除5例（15．7％1。结论良好的手术技巧可以有助于全切蝶骨嵴脑膜瘤,立体定向放射治疗可以控制术后残瘤复发。     

多层螺旋CT三维血管成像在鞍结节脑膜瘤诊治中的应用

目的 探讨多层螺旋CT三维血管成像对鞍结节脑膜瘤及其周围组织的显示能力,评价其在鞍结节脑膜瘤诊断中的应用价值.方法 21例鞍结节脑膜瘤病人均行CT平扫和增强扫描.图像送至AW4.2工作站进行最大密度投影、容积再现、表面遮蔽法后处理,对三维图像进行旋转、切割及相关测量,模拟最佳手术入路,将其影像学特点与手术中所见进行对比研究.结果 重建图像显示瘤体充分强化.颅骨、血管、肿瘤三者立体关系显示清楚,血管受压或被肿瘤包绕、肿瘤周围组织移位等征象均显示清晰.结论 多层螺旋CT三维血管成像可以充分显示鞍结节脑膜瘤的影像特征,使血管充分强化,重建后可清楚显示肿瘤、血管及肿瘤与邻近组织的关系,可以从多角度模拟手术路径,选择最佳手术入路,有助于鞍结节脑膜瘤的诊断及治疗方案的制定,提高手术的安全性.     

弥散张量成像联合虚拟现实三维重建在功能区胶质瘤手术中的应用

目的 探讨弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)联合Dextroscope虚拟现实技术(virtual reality,VR)在功能区胶质瘤患者手术的作用。方法 回顾性纳入2015年1月至2019年1月北京大学第三医院经手术治疗的35例累及语言区及运动区的胶质瘤患者,术前将患者的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)、DTI、磁共振动脉成像(magnetic resonance arteriography,MRA)等数据输入Dextroscope虚拟现实系统中进行影像融合,重建神经纤维束、肿瘤、血管等重要结构,模拟操作并设计个体化手术方案,从而指导手术治疗,术后1周、1个月及3个月评估神经功能。结果 通过进行肿瘤及周围神经纤维束、血管、脑组织等结构的三维虚拟现实影像重建,可清晰判断纤维束位移与破坏,显示肿瘤与重要纤维束、动脉、静脉等的解剖关系。所有患者均成功完成虚拟现实的手术模拟与手术设计,所得三维影像与术中所见基本吻合。35例患者中,累及运动区10例,累及语言区14例,同时累及语言区和运动区11例,肿瘤影像学全部切除30例(85.7%),次全部切除5例(14.3%),术后神经功能改善34例(97.1%),1例较术前无改善(2.9%)。13例术前无神经功能缺失患者,术后出现一过性神经功能缺失,术后10 d左右恢复;22例术前存在神经功能缺失患者,其中12例患者术后1周评估时神经功能改善,9例患者术后1个月随访改善,1例运动区复发胶质母细胞瘤患者术后肢体活动障碍加重,术后2个月肿瘤再次复发因脑疝死亡。结论 应用Dextroscope虚拟现实系统三维重建肿瘤及周围神经纤维束、血管,通过解剖研究以及手术模拟,有助于个体化设计最佳手术方案,提高手术疗效。     

蝶骨嵴脑膜瘤的手术治疗

目的: 分析蝶骨嵴脑膜瘤的手术治疗要点。方法: 对17例蝶骨嵴脑膜瘤(其中内侧型10例,外侧型7例)的手术资料作回顾性分析。结果: 肿瘤全切除13例,次全切除3例,部分切除1例。2例术后视力障碍较术前加重,1例术后出现对侧肢体瘫痪。结论: 在不损伤重要神经血管的前提下最大限度地切除肿瘤,残余瘤体可以术后放疗。     

蝶骨嵴脑膜瘤切除术的临床体会

目的通过我科2002-2005年3年间收治脑膜瘤患者5例，探索蝶骨嵴脑膜瘤最佳手术方式。方法5例蝶骨嵴脑膜瘤患者采用翼点为中心的额蕞颞入路，术前同侧颈外动脉结扎，颅内颅外相结合分离，显微镜下分块切除。结果5例全切，术后复查头颅CT或MRI与手术相符。病理诊断：脑膜瘤。结论起源于蝶骨嵴的脑膜瘤，经扩大翼点入路，术前同侧颈外动脉结扎，颅内颅外结合交替分离，显微镜下分块切除的手术方式效果较好。     

Preoperative surgical planning for intracranial meningioma resection by virtual reality

Background  The Dextroscope system by Volume Interactions (Singapore) had been applied to minimally invasive neurosurgery in many units. This system enables the neurosurgeon to interact intuitively with the three-dimensional graphics in a direct manner resembling the way one communicates with the real objects. In the paper, we explored its values in pre-operation surgical planning for intracranial meningiomas resection.

Methods  Brain computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and magnetic resonance venography (MRV) were performed on 10 patients with parasagittal and falcine meningiomas located on central groove area; brain CT, MRI and magnetic resonance angiography (MRA) were performed on 10 patients with anterior skull base meningiomas and 10 patients with sphenoid ridge meningiomas. All these data were transferred to Dextroscope virtual reality system, and reconstructed. Then meningiomas, skull base, brain tissue, drainage vein and cerebral arteries were displayed within the system, and their anatomic relationships were evaluated. Also, the simulation operations were performed.

Results  For parasagittal and falcine meningiomas, the relationships of tumor with drainage vein and superior sagittal sinus were clearly displayed in the Dextroscope system. For anterior skull base and sphenoid ridge meningiomas, the relationships of tumor with bilateral internal carotid arteries, anterior cerebral arteries, middle cerebral arteries and skull base were vividly displayed within the virtual reality system. Surgical planning and simulation operation of all cases were performed as well. The real operations of all patients were conducted according to the simulation with well outcomes.

Conclusions  According to the virtual reality planning, neurosurgeons could get more anatomic information about meningioma and its surrounding structures, especially important vessels, and choose the best approach for tumor resection, which would lead to better prognosis for patients.

     

虚拟影像手术计划系统在颅内动脉瘤诊断中的应用

目的 探讨虚拟影像手术计划系统在颅内动脉瘤诊断中的应用价值.方法 选择54例经3D-CTA检查确诊的颅内动脉瘤患者,通过虚拟影像手术计划系统对原始CT图像进行三维重建,获得颅骨及脑血管的三维立体虚拟影像资料.对动脉瘤的位置、大小、形态及毗邻结构进行多角度观察和测量.利用系统的模拟手术工具对每例患者进行手术计划和模拟手术操作.结果 54例均成功地进行了三维立体虚拟影像重建和相关操作.该系统形成的虚拟图像清晰、逼真,可非常直观地显示动脉瘤的位置、大小、与载瘤动脉和颅骨的关系.利用该系统可进行简单的手术模拟操作.结论 虚拟影像手术计划系统可作为颅内动脉瘤的辅助诊断工具,利用该系统可获得更详细的动脉瘤影像学信息.     

混合现实技术在口腔颌面部肿瘤手术中的应用

目的:探讨混合现实技术在口腔颌面部肿瘤手术中的应用价值。方法:选择2018年12月—2020年1月就诊于北京大学口腔医院口腔颌面外科需行手术治疗的肿瘤患者,将患者术前增强CT原始数据导入星图医学影像工作站(维卓致远,中国北京),分别对肿瘤、血管、骨骼等重要解剖结构进行三维模型重构,显示其术前空间关系,对重点结构进行标记,并进行术前规划。通过混合现实技术在术区立体显示三维重建模型,术者利用简单手势在术中保持无菌状态下对眼前的三维重建模型进行调整,观察肿瘤范围、大小、位置及其与周围临近重要解剖结构的关系。应用混合现实技术辅助手术进行,手术开始前进行三维模型配准,肿瘤显露过程中进行术中验证,术后利用Likert量表对混合现实技术的应用效果进行评价。结果:入选的8例患者均顺利实施了混合现实技术辅助下的肿瘤切除手术,手术过程中三维重建模型平均配准时间为12.0 min,术者在所有病例的手术中均都能直观、立体地观看肿物以及周围解剖结构的三维重建模型,并可在术中自行调整图像。Likert量表评价结果显示:在感知准确性、帮助确定解剖部位、术中图像引导作用,以及改善手术安全性的潜力方面均获得较高评分(分别为4.22、4.19、4.16和4.28分)。8例患者术后愈合良好,无手术并发症发生。结论:混合现实技术能通过三维重建模型实时立体可视化,提供术区解剖结构信息,引导和修正手术操作,提高口腔颌面部肿瘤切除手术的准确性和安全性。     

CT平扫结合MRI扫描诊断左侧蝶骨嵴脑膜瘤的临床表现及特点分析

目的探究CT平扫结合MRI扫描诊断左侧蝶骨嵴脑膜瘤的临床表现及特点。方法选取2017年7月~2018年11月我院治疗过的112例左侧蝶骨嵴脑膜瘤患者,按照扫描方式的不同,将患者分为研究组与对照组,对照组患者使用CT平扫的方式进扫描,研究组则使用CT平扫与MRI扫描结合的方式对患者进行扫描。结果研究组患者所得影像中肿瘤的形状与位置更加清晰,其图像显著优于对照组患者(P<0.05),研究组图像中对患者高密度状况的检测状况明显优于对照组患者(P<0.05),研究组所得图像最终结果中,两组图像对于轻度水肿的判定结果无明显差异(P>0.05),研究组图像中显示肿瘤中度水肿与重度水肿状况明显多于对照组(P<0.05)。结论 CT平扫与MRI扫描结合后,不但可以清楚的观察蝶骨嵴脑膜瘤患者体内肿瘤的形态学特点,反应肿瘤周围的状况与问题。医生可根据其影像学结果在术前对患者并且做出全面细致的评估,对肿瘤的影像学特征进行观察,同时定性诊断准确率高,同时对于后期手术方案的制定、对术中可能出现问题的提出解决方案以及判断患者的预后情况均有着重要意义。     

显微外科手术治疗蝶骨嵴脑膜瘤28例临床分析

目的探讨显微外科手术治疗蝶骨嵴脑膜瘤的临床疗效。方法回顾性分析该院2010年1月—2012年12月间收治的28例蝶骨嵴脑膜瘤患者的临床资料,所有患者均采取显微外科手术治疗,观察手术治疗效果及术后并发症情况,随访3~6个月观察复发情况。结果该组内侧型12例患者中9例（75.0%）达Simpson I~Ⅱ级切除标准,3例（25.0%）达Simpson lI~IV级切除标准。外侧型16例患者中13例（81.3%）达Simpson I~Ⅱ级切除标准,3例（18.7%）达SimpsonII~IV级切除标准,肿瘤全切率为78.6%。术后2例患者并发神经功能缺损,1例并发脑梗死,无死亡病例。术后对患者进行3~6个月的随访未发现复发病例,患者神经功能恢复良好。结论采用显微外科手术治疗蝶骨嵴脑膜瘤临床效果好,肿瘤全切率高,且术后并发症发生率及肿瘤复发率低,值得临床进一步推广使用。     

手术模拟及实时导航技术在颌面部陈旧性骨折修复中的应用

目的将三维手术模拟及术中实时导航技术应用于陈旧性颌面部骨折修复,提高手术的精度。方法收集颌面部陈旧性骨折患者6例,经临床及影像学检查确认为单侧颌面部陈旧性骨折,术前将患者的CT图像重建为三维立体模型,通过旋转和平移断骨,将其重新定位在合适的位置上完成骨折模拟修复。同时,通过镜像健侧模型对比患侧复位后断骨位置是否合理。术中,完成空间配准后,通过实时跟踪手术器械和患者的空间位置,将手术器械与患者的关系实时反映在屏幕上,引导医师完成断骨的复位,实现实时手术导航。结果术前实现颌面部骨折修复的三维模拟,术中实现患者和手术器械的实时跟踪,配准误差〈1mm。6位患者的术后CT检查显示,骨折复位与术前设计误差均〈1．5mm,手术创伤小,无并发症。结论计算机辅助手术模拟和手术导航技术可有效地提高颌面部陈旧性骨折修复的手术精度。     

Virtual reality system for diagnosis and therapeutic planning of cerebral aneurysms

Background The virtual reality （VR） system can provide the neurosurgeon to intuitively interact with and manipulate the three dimensional （3-D） image similarly to manipulate a real object.it was seldom reported that the system was used in diagnosis and treatment of cerebral aneurysms.This study aimed to investigate the application of VR system in diagnosis and therapeutic planning of cerebral aneurysms.Methods A total of 24 cases of cerebral aneurysms were enrolled in this study from 2006 to 2008, which diagnosed by 3-D digital subtraction angiography （3D-DSA） or VR-based computed tomography angiographies （CTA）.The VR system and 3D-DSA system were used to observe and measure aneurysms and the adjacent vessels.The data of observation and measurements were compared between VR image and 3D-DSA image.All the patients underwent surgical plan and simulated neurosurgical procedures in the VR system.Results There were 28 aneurysms detected in VR system and 3D-DSA system.The VR system generated clear and vivid 3-D virtual images which clearly displayed the location and size of the aneurysms and their precise anatomical spatial relations to the parent arteries and skull.The location, size and shape of the aneurysms and their anatomical relationship with the adjacent vessels were similar between 3-D virtual image and 3D-DSA, but the spatial relationship between aneurysms and skull only been displayed by VR system.This VR system also could simulate simple surgical procedures and surgical environments.Conclusions The VR system can provide a highly effective way to provide precise imaging details as same as 3D-DSA system and assist the diagnosis of cerebral aneurysms with virtual 3-D data based on CTA.It significantly enhances the chosen therapeutic strategy of cerebral aneurysms.     

Combined application of virtual imaging techniques and three-dimensional computed tomographic angiography in diagnosing intracranial aneurysms

Background The diagnostic value of virtual imaging combined with three-dimensional computed tomographic angiography （3D-CTA） for intracranial aneurysms has not been fully elucidated yet. This study aimed to evaluate the value of combined application of virtual imaging techniques and 3D-CTA in diagnosing patients with aneurismal subarachnoid hemorrhage （SAH） at the acute stage. Methods Eighty patients with non-traumatic SAH received 3D-CTA examinations. The raw CT data of these patients were reconstructed and transferred into the 3D mode through the surgical plan system based on virtual reality （VR） image, and the 3D virtual images of skulls and brain blood vessels were acquired. The location, size and shape of aneurysms and their anatomic relationship with adjacent tissues were measured from many points of view. Results Seventy-three aneurysms were detected in 68 of the 80 patients, but 2 aneurysms were detected in 2 of the 5 patients who had been found free of aneurysms previously and had received 3D-CTA examinations for a second time one month later. The 3D virtual images produced by the virtual imaging system were clear and vivid, and they could reveal the location and size of the aneurysm and its relations to the parent artery and skull directly. Conclusions The imaging of 3D-CTA is convenient, reliable and fast in diagnosing intracranial aneurysms and can be regarded as the first choice for the diagnosis and treatment of ruptured intracranial aneurysms. Combined with the surgical plan system based on the VR image, 3D-CTA may obtain more imaging information about aneurysms.     

肝脏管道灌注后数字化虚拟肝脏及其手术

目的:肝脏管道灌注后进行数字化虚拟肝脏及其手术的研究. 方法: 用四种颜色的灌注材料对肝脏的四种管道分别进行灌注和固定,然后进行包埋、冰冻和铣切,获取连续肝脏断面图像数据集. 再将数据集的图像经配准和分割后在VTK的基础上,使用面绘制和体绘制相结合的方法,进行三维重建和虚拟切割实验. 结果: 获取肝脏连续肝脏断面图像910张,且四种管道颜色不同. 三维重建肝脏模型形态逼真,能随意旋转、放大和缩小,通过设定肝脏及其各管道结构的透明度和颜色能单独或组合显示各结构. 并且在模型上能行虚拟肝脏切割实验. 结论: 不同颜色灌注材料对肝脏管道灌注后铣切获取连续断面数据集有益于肝实质及其内部各管道的识别. 以此进行三维重建和虚拟手术的研究,有益于肝脏解剖学和肝脏外科的研究.