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.     

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。     

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.     

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.     

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。     

64排螺旋CT扫描数据的肝脏及腹腔血管三维重建的研究

目的 探讨利用64排螺旋CT扫描数据进行肝脏及其内部管道和腹腔血管的计算机辅助三维重建的准确性及临床意义.方法 利用64排螺旋CT薄层扫描正常人肝脏二维图像数据集,采用自主研发的医学图像处理系统对二维图像数据进行肝脏及其肝内管道、腹腔血管系统三维可视化重建,并对重建肝脏模型的体积与肝脏实际体积以及重建门静脉与64排螺旋CT后处理工作站采用容积再现法重建的门静脉进行对比研究.结果 肝动脉、门静脉和肝静脉系统三维效果逼真,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,并准确地反映肝脏实际体积及肝内管道系统的真实情况.通过调节肝脏的透明度可同时显示肝脏和肝内动静脉、门静脉分支和腹腔动脉系统.计算机重建后的门静脉与螺旋CT后处理工作站容积再现法重建的门静脉完全一致.结论 计算机辅助的三维肝脏及其管道和腹腔血管系统能准确反映人体的真实结构,为肝脏的虚拟手术设计提供了可靠和真实的虚拟器官和血管系统.     

三维可视化技术在评估残肝体积及指导肝切除中的应用研究

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-3DVS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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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目的 总结背驮式肝移植时病肝切除及肝流出道重建的经验。方法 回顾性分析1999年1月至2002年10月行67例背驮式肝移植时病肝切除及肝流出道重建的方法改进及效果。结果 肝移植病例围手术期死亡7例，手术死亡率为10.45％。2例存活超过3年，8例存活超过2年，19例存活超过1年。结论 病肝切除及肝流出道重建方法的改进有利于提高背驮式肝移植的成功率、减少技术性并发症。     

肝脏三维虚拟手术系统的开发建立及其在临床肝切除术中的应用

目的 研发建立三维虚拟现实(VR)肝肿瘤模型,使个体肝脏CT数据可在VR环境中显示、测量和操控.方法 利用患者CT二维影像数据建立肝肿瘤三维模型,将其导入虚拟平台--Dextrobeam,在VR环境中对模型进行虚拟肝切除,并评价其临床价值.结果 成功建立三维肝脏及其肿瘤模型,并可在VR环境中进行虚拟肝切除;共有38例肝肿瘤患者接受行肝切除术(21例行右半肝切除术、14例行左半肝切除术、3例行扩大右半肝切除术),术中对比显示该系统虚拟性好,术前模拟结果 准确.结论 三维VR环境中肝肿瘤虚拟手术平台的成功建立对于科学制定手术方案、安全完整的切除肝肿瘤、降低手术风险有重要意义.     

Beneficial effects of 3-dimensional visualization on hepatic vein reconstruction in living donor liver transplantation using right lobe graft.

BACKGROUND: Recently, virtual operation planning and navigation systems have been introduced in the field of neurosurgery and orthopedic surgery. We report here the beneficial effects of 3-dimensional (3D) visualization on hepatic venous reconstruction in living donor liver transplantation (LDLT) using right lobe graft. METHODS: 3D-image reconstruction of the liver was rendered with 3-mm slices of helical computed tomography (CT) data using zioM900 (Zio Software Inc., Tokyo, Japan). To understand the anatomy of the donor's vessels and design an operation plan, a picture of the vessels in and around the liver was reconstructed. RESULTS: The 3D image demonstrated two short hepatic veins next to the inferior right hepatic vein (IRHV) as well as a large IRHV. The 3D image showed a more precise diameter of the right hepatic vein (RHV) and the IRHV and a more accurate distance between the two hepatic veins than did images measured by 2-dimensional CT. This preoperative information allowed the donor surgeon to dissect the inferior vena cava (IVC) and hepatic veins with reduced blood loss because of reduced risk of injury to the blood vessels. The 3D image revealed that both the RHV and the IRHV branched off at the same angle from the cylindrical IVC. Preoperative planning based on this information secured smooth anastomosis. CONCLUSIONS: 3D visualization is useful for hepatic venous reconstruction of the recipient as well as for donor surgery in LDLT using right lobe graft.     

3D虚拟手术规划系统在精准肝切除治疗肝细胞癌中的临床应用

目的 探讨3D虚拟手术规划技术对精准肝切除治疗肝细胞癌的指导价值.方法 回顾性分析16例肝细胞癌患者通过3D虚拟手术规划系统（IQQA-Liver）辅助下进行肝切除的临床资料,术前使用IQQA-Liver对患者薄层CT图像进行三维重建,对病灶定位和分割,评估病灶与肝内管道等信息,并分别计算标准肝脏体积、肿瘤体积、预切除肝脏体积、剩余肝脏体积和残肝体积百分比,从3D影像学角度完成术前评估和手术方案设计,制定个体化手术方案,并与术后实际切除肝脏体积进行比较.结果 使用IQQA-Liver对肝脏进行三维重建的模型结构清晰、直观、形象逼真.所有手术患者术后残肝体积均能得到准确评估,确保代偿,住院天数4～11 d（平均7d）,未出现肝衰及胆漏等并发症,住院期间无死亡病例,16例患者模拟手术预切除体积与实际手术切除的肝脏体积具有明显相关性,平均误差率约6.3％.结论 IQQA-Liver可在术前准确模拟肝脏切除手术情况,对制定精准肝切除手术方案有指导作用.