腹部医学图像三维可视化系统用于腹主动脉瘤诊治临床研究

目的 研究腹部医学图像三维可视化系统在腹主动脉瘤诊断及治疗中的应用价值。方法 2008年1月至2010年1月南方医科大学珠江医院收集13例腹主动脉瘤病人64排螺旋CTA数据,利用DICOM Viewer进行重建前处理,导入自主开发的腹部医学图像三维可视化系统进行图像分割及三维重建,然后对13例病人腹主动脉瘤重建模型进行数字化分型、分级,测量各项参数,选择合适的手术方式,最后将重建模型导入FreeForm Modeling System仿真手术平台进行腹主动脉瘤仿真人工血管置换及腔内隔绝手术研究,评估腹部医学图像三维可视化系统的应用价值。结果 13例病人腹腔三维模型形态逼真,立体感强,相互关系明晰;腹主动脉瘤分型、分级准确;仿真手术符合临床开放及腔内手术过程。结论 腹部医学图像三维可视化系统有利于腹主动脉瘤术前的评估及手术方式的选择;可视化仿真开放及腔内手术可让术者熟悉手术过程,缩短手术时间,提高手术者的操作技能;加强医患沟通。     

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.     

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.     

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。     

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.     

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.     

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.     

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目的 研究基于64排螺旋CT扫描数据的三维重建和胰腺可视化仿真手术.方法 采集常见胰腺病变的CT扫描数据.通过自适应区域生长法对CT序列图像进行程序分割和提取,采用自行研发的医学图像处理软件对分割后的图像进行三维重建.再将数据以STL格式导入FreeForm Modeling System中修饰、平滑,利用GHOST SDK软件开发出各种仿真手术器械,然后运用PHANTOM力反馈设备进行各种常见胰腺疾病的可视化仿真手术的研究.结果 利用自适应区域生长法对胰腺和脾脏CT图像进行程序分割速度快、效果好.用自行设计的医学图像处理软件进行三维重建,图像结构清晰,可真实再现胰腺的解剖结构,有如在手术台上直接操作、真实手术的感觉.结论 基于64排螺旋CT扫描数据的三维重建和可视化仿真手术,对胰腺等腹部脏器的个体化手术方案制定、风险评估、临床教学训练等方面都有很高的应用价值.     

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。