虚拟肝脏手术中的美兰注射实现技术研究

肝脏肿瘤切割手术中美兰注射过程是准确找到肿瘤所在位置的关键步骤之一。真实地模拟出美兰注射过程对虚拟肝脏肿瘤切割手术而言至关重要。针对虚拟手术中真实感的需求,提出了一种结合纹理映射技术的美兰注射模拟算法。运用扩散方程模拟了美兰在纹理表面的扩散过程,并结合保角映射算法将变化的纹理映射到虚拟手术中的三维网格表面。扩散方程能够真实地模拟出液体在物体表面扩散的过程,保角的纹理映射算法能够得到三维网格点的纹理坐标。实验结果表明,美兰注射过程的模拟算法能够模拟出虚拟肝脏肿瘤切割手术过程中的肿瘤标定,满足虚拟手术中的真实感需求。

虚拟中国人女性一号肝脏图像三维重建和虚拟手术的切割

目的研究数字化虚拟肝脏三维重建及虚拟肝脏手术的切割。方法采用数字化虚拟中国人女性一号(VirtualChineseHumanFemaleNo.1VCHF1)数据集中所有包含肝脏的连续图像,首先对组织切片图像进行配准后从中分割提取出肝实质、肝静脉、胆管、胆囊等组织的图像信息,然后应用可视化工具包(VisualizationToolkit,VTK)三维重建,建立肝脏表面及内部结构的三维形态模型,并开发一个基于PC机和Windows平台的肝脏三维可视化演示系统。结果在肝脏三维可视化演示系统中,肝脏实体立体感强,可以通过设定肝脏及其管道系统的透明度,以及对模型的放大、缩小和上下左右不同方向的旋转,来观察肝脏及管道结构的立体形态。并可以按任意角度对虚拟的肝脏进行切割和观察切割面结构。结论利用VCHF1数据集中肝脏图像,在VTK基础上开发的基于PC机和Windows平台的肝脏三维可视化演示系统基本达到了比较满意的程度,为今后数字化虚拟肝脏及虚拟各种肝脏手术的研究做了积极探索。

三维重建虚拟手术规划在肝门部胆管癌手术中的应用价值

目的：探讨三维重建虚拟手术规划在肝门部胆管癌手术中的应用价值。方法：采用回顾性横断面研究方法。收集2014年1月至2017年9月福建医科大学附属第一医院收治的36例肝门部胆管癌患者的临床病理资料。术前应用IQQA-Liver系统对CT检查图像进行三维可视化重建及虚拟手术规划，基于虚拟手术规划结果结合术中具体实际情况行精准肿瘤切除术。观察指标：（1）虚拟手术规划情况。（2）手术及术后情况。（3）随访和生存情况。采用门诊和电话方式进行随访，了解患者术后生存及肿瘤复发、转移情况。随访时间截至2017年11月。正态分布的计量资料以±s表示，术前虚拟手术规划指标与实际手术指标比较采用t检验。采用Kaplan-Meier法计算术后生存时间。结果：（1）虚拟手术规划情况：36例患者均完成三维重建及虚拟手术规划。三维重建结果可清楚显示肿瘤大小、与周围血管及胆管空间毗邻关系。36例患者经三维重建虚拟手术规划评估肿瘤Bismuth-Corlette分型为Ⅱ型2例、Ⅲa型13例、Ⅲb型14例、Ⅳ型7例，肿瘤体积为（76±26）mL，全肝体积为（1 319±306）mL，预切除肝脏体积为（588±128）mL，剩余肝脏体积为（731±269）mL。（2）手术及术后情况：36例患者中，16 例行左半肝切除术，12例行右半肝切除术，5例行扩大左半肝切除术，3例行扩大右半肝切除术；36例患者均联合行肝尾状叶切除术；1例联合行肝动脉切除重建术，2例联合行门静脉楔形切除修补术，1例联合行门静脉切除后端端吻合术。36例患者手术时间为（368±134）min，术中出血量为（474±288）mL。36例患者中，3例发生术后肺部感染，3例发生腹腔感染，2例发生腹腔淋巴液漏，均经保守治疗后痊愈。36例患者术后住院时间为（19±7）d。36例患者术后肿瘤Bismuth-Corlette分型为：Ⅱ型2例、Ⅲa型11例、Ⅲb型13例、Ⅳ型10例。三维重建图像肿瘤分型的准确率为91.7%（33/36）。36例患者实际切除肝脏体积为（551±141）mL，与预切除肝脏体积比较，差异无统计学意义（t=1.148，P〉0.05）。（3）随访和生存情况：36例患者中，31例获得术后随访，随访时间为2-39个月，中位随访时间为16个月。31例患者术后中位生存时间为13个月，随访期间9例患者发生肿瘤复发、转移。结论：三维重建虚拟手术规划能准确完成肝门部胆管癌术前评估，为制订手术方案提供重要参考。