基于颅脑CTA 3D打印技术在颅内动脉瘤手术治疗中的应用

目的探讨基于颅脑CTA的3D打印技术在颅内动脉瘤手术中的应用。方法利用4例颅内动脉瘤病人颅脑CTA扫描所得的DICOM数据,针对颅骨、血管采用不同的分割方法进行数据信息提取和重建,并在同一坐标系下实现装配和融合,优化处理后经3D打印技术进行实体化,用以辅助病人手术治疗。结果 4例病人均重建出三维复合虚拟模型并制作实体解剖模型,应用于术前预案的制定及术时辅助手术定位与实施,手术均获得成功。结论基于颅脑CTA的3D打印技术获得的实体解剖模型制作,能够起到辅助动脉瘤定位,减少术中损伤和降低术后并发症的作用。     

多模态影像融合联合多介质3D打印在复杂颈椎管内外沟通性肿瘤手术中的应用

目的 研究多模态影像融合联合多介质3D打印技术在复杂颈椎管内外沟通性肿瘤的临床应用价值.方法 对21例累及2个节段以上、脊柱骨质破坏、肿瘤包绕椎动脉的复杂颈椎管内外沟通性肿瘤患者应用多模态影像融合技术,从MRI、CT薄层扫描、CTA中分割提取肿瘤、血管、骨质组织结构数据信息进行融合重建,形成三维可视化的多组织数字模型,...     

3D打印引导下外伤性脑内血肿微创穿刺引流术

目的通过3D打印技术打印出符合患者面部特征并带有穿刺通道的模型,用于术前定位、术中引导穿刺方向,简化手术过程,提高外伤性颅内血肿穿刺准确性。 方法以1例25岁男性的外伤性脑内血肿颅脑CT二维图像为原始数据,利用Mimics 16.0软件处理,重建形成三维图像,设计穿刺通道,测量穿刺深度,通过3D打印机打印出带有穿刺针颅外段孔道的模型,术前置于术区定位,术中通过穿刺孔道置入引流管,控制穿刺深度,术后复查颅脑CT观察引流管末端位置。 结果在利用计算机软件设计带有穿刺针孔道的"面具"时可在三维空间任意旋转,从各个角度观察,避开重要血管及功能区,达到预定穿刺部位。 结论成功构建符合患者个体特征的三维图像,通过3D打印机将模型打印出来用于手术,可提高穿刺准确性,降低手术难度。     

3D打印技术在脑血管病中的应用进展

3D打印技术是以三维数学模型数据为基础，通过逐层叠加成实体模型的一种新型辅助 技术。脑血管病解剖结构复杂、手术操作难度大、个体化治疗要求高。随着3D打印材料及技术的发 展，3D打印技术在脑血管病领域得到了广泛的应用与发展，目前主要应用于制作脑动脉瘤、动静脉 畸形、脑动脉狭窄的血管模型，临床上可协助医师模拟培训、制订手术计划、指导手术操作，提高手 术效率、降低手术风险，未来可利用3D打印技术联合人造干细胞培养血管生物支架，为脑血管病治 疗提供新的契机。     

3D打印技术在脑血管病中的应用进展

3D打印技术是以三维数学模型数据为基础，通过逐层叠加成实体模型的一种新型辅助
技术。脑血管病解剖结构复杂、手术操作难度大、个体化治疗要求高。随着3D打印材料及技术的发
展，3D打印技术在脑血管病领域得到了广泛的应用与发展，目前主要应用于制作脑动脉瘤、动静脉
畸形、脑动脉狭窄的血管模型，临床上可协助医师模拟培训、制订手术计划、指导手术操作，提高手
术效率、降低手术风险，未来可利用3D打印技术联合人造干细胞培养血管生物支架，为脑血管病治
疗提供新的契机。     

3D打印技术在脑膜瘤术前定位中的初步应用

目的 探讨3D打印技术在脑膜瘤术前定位中的应用价值。方法 收集2016年12月至2017年6月手术治疗的脑膜瘤10例,其中大脑凸面脑膜瘤7例、大脑镰旁脑膜瘤3例;将病人颅脑CT或MRI薄层扫描所得二维影像资料以DICOM格式刻盘存档,作为脑膜瘤原始数据,应用Mimics17.0软件重建出三维图像,最后通过3D打印出3D导板。术前将3D打印导板置于术区进行肿瘤定位。结果 10例均成功设计并打印出个体化3D打印导板,术前可辅助准确定位。肿瘤均达到SimpsonⅠ级切除。术后未出现明显血肿、脑水肿及神经症状。结论 3D打印技术可用于脑膜瘤术前精准定位,优化手术方案,提高手术效果。     

1000/基于PC机上颅脑CT二维图像的三维重建

目的: 在普通个人计算机上利用颅脑CT二维图像实现对颅骨的三维重建。方法: 利用正常人颅脑CT扫描数据集，采集二维图像数据，利用Amira软件对二维图像数据进行颅骨的图像分割、提取其轮廓线、三维可视化重建。结果：利用颅脑CT二维图像数据在普通计算机上得到了颅骨精细的三维模型。此模型能够多个视角显示和观察，并能单独显示某一分离的结构，同时可对其进行编辑和精确距离测量。结论：在普通计算机上应用软件进行三维重建可以获得颅骨精细的三维模型，解决了传统上只能依赖螺旋CT机进行三维重建的难题，为科研、教学及建立颅脑模型数据库提供方法和积累了资料，为三维重建技术在普通计算机上的广泛应用提供重要理论依据。     

3D打印模型引导下经颞部穿刺引流术治疗颅内血肿

目的 探讨3D打印模型引导下经颞部穿刺引流术治疗颅内血肿的可行性和精确度。方法 首先获取1例52岁女性高血压性脑出血患者的颅脑CT二维图像资料,利用Mimics 16.0软件把原始数据重建形成三维图像,然后设计出带有颅外段穿刺孔道的3D面部模型,最后3D打印出面部模型的实体,用来精准定位穿刺点、精准测量穿刺进针角度和深度。在3D模型引导下,经颞叶行血肿穿刺引流术。结果 术后2周复查头部CT示颅内血肿吸收完全,术后恢复良好。结论 利用3D打印符合患者面部特征的3D面部模型,用于引导颅内血肿穿刺引流术,使治疗更加个体化、精准化、微创化。     

螺旋CT3D图像重建在鞍区肿瘤中的应用

目的：探讨螺旋CT血管造影（SCTA）3D重建图像技术在鞍区肿瘤治疗中的应用价值。方法：本组20例鞍区肿瘤经MRI明确诊断后，行SCTA螺旋CT重建3D图像。螺旋扫描层厚2.0mm，间距1.0mm，螺距1.0-1.25，以3.0ml s^-1速度注射对比剂120ml；用同遮盖法（SSD）重建三维图像，所建图像与MRI及手术对照。9例行伪彩SSD重建用以模拟手术入路。结果：螺旋CT3D重建图像能清楚显示鞍区肿瘤的形态及其与大血管、颅骨的三维关系并可显示邻近受压移位的血管；螺旋CT重建图像技术可为模拟手术入路提供重要信息。结论：作为常规二维影像的补充，螺旋CT重建图像技术可提供鞍区肿瘤与邻近血管及颅骨的三维空间图像，对临床治疗有重要指导价值。     

应用3D打印颅脑模型行内镜下经鼻蝶入路手术训练

目的应用3D打印颅脑模型加快神经外科医师内镜下经鼻蝶入路手术的学习曲线。方法应用3D打印技术制作颅脑模型并进行内镜下经鼻蝶入路手术训练:磨除鞍底骨质,使用刮匙刮除肿瘤,使用吸引器吸除肿瘤。本研究邀请18位神经外科医师(专家组,助手组和观摩组)与5位研究生参与所有训练项目。结果研究生组3项操作的平均得分逐渐提高,第10次操作得分比第1次有明显提高(P 0.05)。专家组、助手组和观摩组得分显著高于研究生第1次得分(P 0.05),但研究生第10次操作得分显著高于观摩组(P 0.05),且在使用刮匙和吸引器的操作得分显著高于助手组(P 0.05)。结论 3D打印颅脑模型有助于提高神经内镜下经鼻蝶入路手术的基本操作水平,具有实用、简便、经济的优点。     

3D膝关节模型的构建

背景：三维图像重建是开展膝关节虚拟研究的基础。关节周围韧带、软骨、半月板等结构分割重建报道较少。 目的：在前期大量膝关节标本解剖研究的基础上,利用CT及MRI数据,三维重建包括关节周围韧带、软骨、半月板等结构在内的膝关节模型。 方法：采用1例人体成年膝关节标本CT、MRI薄层扫描数据,导入Mimics 10.01分别三维重建膝关节骨、软骨、韧带及半月板等结构,利用逆向工程软件Geomagic 8进行及图像配准处理。 结果与结论：三维重建了包括关节周围韧带、软骨、半月板等结构在内的膝关节模型,为建立相应膝关节有限元模型奠定了基础。     

3D打印技术在硬膜外血肿手术中的应用

目的探讨3D打印技术在硬膜外血肿手术中的初步应用。 方法选取山东省滨州市阳信县人民医院神经外科自2016年1月至9月收治的2例硬膜外血肿患者,获取颅脑CT扫描的原始数据,制作硬膜外血肿的三维模型和与头面部组织完全贴合的"盔甲"三维模型,依据硬膜外血肿在"盔甲"模型的投影进行剪切,得到硬膜外血肿的范围,通过3D打印实体化得到手术模具。设计合理的手术切口进行手术,观察术后治疗效果。 结果患者术后复查CT显示血肿清除比较彻底,无迟发性出血;术前剧烈头痛、意识障碍及肢体偏瘫等颅内高压症状消失。随访6个月,患者恢复正常生活及社交,GOS评分5分。 结论应用3D打印技术进行模具打印,能够对硬膜外血肿进行精确定位,评估手术风险,选取合理的手术入路,降低手术创伤,解除血肿压迫。     

基于虚拟现实技术的脊柱三维仿真模型的建立及应用

目的 建立基于虚拟现实技术的计算机辅助三维立体脊柱虚拟模型,构建出适用于虚拟手术中实时复杂交互的脊柱三维仿真模型. 方法 对高分辨率的人体64排CT切片数据进行感兴趣区域图像分割和边缘提取,采用面绘制技术对提取的轮廓序列进行三维数据生成,对重建的模型根据实时交互的需要进行优化. 结果 重建出的脊柱模型保持了较高的几何分辨率和光滑性,读入虚拟手术系统后,在实时交互下能表现出较好的解剖精确性和实时绘制的真实感.结论基于人体切片数据重建出的三维模型可较好地适用于虚拟手术中的复杂交互操作.     

3D打印技术在颈椎管内外哑铃形肿瘤手术中的应用

目的 探讨3D打印技术在颈椎管内、外哑铃形肿瘤手术中的应用.方法 前瞻性纳入2016年6月至12月宁夏医科大学总医院神经外科收治的5例颈椎管内、外哑铃形肿瘤患者,均采用后正中入路切除肿瘤.术前5例患者行CT血管造影及MRI检查,将原始影像学数据导入医用手术设计软件Mimics 17.0中进行重建,利用3D打印机建立3D打印模型,利用该模型制定手术方案并模拟手术,以指导手术治疗.结果 重建的二维图像和3D打印模型均能准确显示肿瘤与其周围血管、神经、椎体之间的解剖关系,可为肿瘤的Toyama分型提供更直观的依据.肿瘤全切除3例,次全切除2例.无一例出现椎动脉损伤或神经功能障碍加重.术后未出现肌力下降、脑脊液漏、切口感染以及颈椎反曲畸形等并发症.结论 3D打印模型可全面、直观、精准地显示颈椎管内、外哑铃形肿瘤与其周围结构的解剖关系,有助于最大程度地切除肿瘤,减少术后并发症.     

增强现实和混合现实技术在神经外科领域的应用

增强现实(AR)和混合现实(MR)技术将患者的影像学检查数据重建为三维虚拟模型,并将其投射至现实世界,神经外科医师可以根据重建后的虚拟模型对疾病进行诊疗。这种诊疗方式与传统的诊疗方式相比更加直观、立体,并可应用于教学。目前的研究表明,神经外科医师越来越关注将增强现实和混合现实技术应用于神经外科领域。随着科学技术的进步,增强现实和混合现实技术必将在神经外科领域得到广泛应用。本文章对增强现实和混合现实技术在神经外科领域的应用过程及研究方向进行了介绍。     

颅脑分层重建融合手术辅助系统在癫痫外科的应用

目的探讨颅脑分层重建融合手术辅助系统进行颅脑外科精准定位和微创手术的方法。方法采用影像处理系统Neurotech三维呈现11例癫痫手术患者的头皮、颅骨、颅脑的三维影像,以及脑表面沟回及血管形态、分布、走行信息,判断沟回功能。根据术前评估在三维脑表面上绘制切除范围,确定切除脑沟回,利用融合技术获取切除范围在头皮、颅骨、脑表面各层次的投影位置及范围。据此设计精准合理的头皮切口、颅骨钻孔、铣开范围及硬脑膜剪开范围和大小,精准暴露脑表面切除范围。术中根据三维沟回形态,辨识暴露沟回解剖及功能,结合重要血管及功能区进行手术操作的安全规划。结果 11例患者手术出血在160~250 ml,开颅过程均未伤及静脉窦及脑表面桥静脉,手术均未超出设计范围造成额外的脑功能损伤。术后恢复快,无贫血;术后癫痫Engle评分均为Ⅰ级。结论采用颅脑分层重建融合开颅辅助系统及术中沟回辨识方法,可以很好地帮助外科医师进行手术规划,构建神经外科的影像数字信息平台;实现脑外科手术的三维可视化,达到脑外科手术精准、微创和安全的目的。     

3D slicer在神经外科手术中的应用研究进展

3D slicer是一种医学影像处理分析与可视化的软件系统,其可处理CT及MRI等影像资料,被用于融合多模态的影像,可优化手术设计、实现术中精准定位,指导疾病的临床诊断及治疗。3D slicer软件在心血管科、呼吸内科及泌尿外科等多学科已广泛应用。然而神经外科疾病较为复杂,手术难度在于颅脑解剖的复杂,对于病灶定位要求较高。3D slicer的多模态影像融合可模拟出脑神经、脑血管以及颅内病灶,从而可以评估颅脑病灶范围及其与周围正常解剖结构的关系,以利于评价手术难度,模拟最佳手术入路。3D slicer在神经外科辅助血肿穿刺、动脉瘤夹闭、肿瘤切除、功能性疾病方面已取得初步应用。本文就3D slicer在神经外科中优化手术方案、实现精准医疗的最新进展进行综述,以期为临床提供更有利参考。     

3D打印技术在现代神经外科中的应用

3D打印技术作为新型制造技术,在医学领域已有数十年的发展历史,于各个专科均有不同程度的应用。3D打印技术高精度、个体化制作等优势使其能够应用于神经外科领域。本文简述了3D打印技术的生产过程和原理,分析其在神经外科领域各个亚专科应用的作用及意义,指出其目前还存在的不足。相信在技术发展、制度完善的前提下,该技术将给神经外科领域带来重大革新。     

医学图像处理技术在神经导航手术中的初步应用 (附35例临床报道)

目的探讨神经导航相关的图像重建和融合技术在神经外科微创手术中的应用价值。方法利用史赛克导航仪,对不同颅内病变的影像学资料进行重建、融合,指导神经外科显微手术。结果图像重建、图像融合均成功。在导航指导下,33例病变全切率为78.79%,2例动脉瘤夹闭满意。结论利用先进图像处理技术进行神经导航辅助显微神经外科手术,具有术前计划周密详尽、术中定位准确可靠、手术创伤小、病变全切率高等突出优点,在微创神经外科领域具有广泛的临床应用前景。     

多层螺旋CT三维图像重建和脑灌注成像在急性颅脑损伤动态变化中应用

目的 探讨超薄多层螺旋CT、颅骨三维图像重建和脑灌注成像在急性颅脑外伤动态变化中的临床应用价值.方法 收集2009年12月至2011年10月我院收治的245例急性颅脑外伤(TBI)检查资料,均于伤后3-6h行常规多层螺旋CT(MSCT),超薄多层螺旋CT以及颅骨三维图像重建和脑CT灌注成像(CTP)检查,全部病例于伤后2-7d动态复查MSCT和超薄MSCT,将数据进行回顾性分析,采用卡方检验评价.结果 超薄MSCT在脑挫裂伤、脑内血肿诊断中优于常规MSCT;CTP除弥漫性轴索损伤无统计学意义外,其余明显优于常规MSCT;CTP在脑挫裂伤、硬膜下血肿和脑内血肿优于超薄MSCT差异具有统计学意义(P＜0.05).颅骨三维图像重建在对颅骨骨折的检查优势明显.结论 联合应用超薄MSCT、颅骨三维图像重建和CTP对于急性颅脑外伤早期和微小损伤的诊断优于常规MSCT,可以降低误诊率,并为早期治疗和预后判断提供可靠的依据.