【摘要】：研究目的:1)以全自動(dòng)乳腺容積成像(automatedbreastvolumescanner,ABVS)技術(shù)為研究基礎(chǔ),結(jié)合三維重建技術(shù),實(shí)現(xiàn)乳腺超聲三維全景立體重建及3D打印,為精確術(shù)前設(shè)計(jì)方案,簡(jiǎn)化術(shù)前醫(yī)患溝通提供技術(shù)準(zhǔn)備;2)根據(jù)乳腺超聲三維重建、乳腺核磁共振三維重建及乳腺術(shù)后病理三者計(jì)算乳腺占位病變組織容積的結(jié)果研究乳腺超聲計(jì)算病變組織容積的符合率;3)在乳腺超聲三維重建技術(shù)基礎(chǔ)上,結(jié)合混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Mix Reality MR),將實(shí)時(shí)共享的全息圖像引入乳腺占位手術(shù),“透視”病變位置、范圍,精確手術(shù)治療。研究方法:1)獲取ABVS乳腺容積成像單側(cè)乳腺全景(包含患者一側(cè)整體乳腺及占位病灶)超聲影像;讀取乳腺全容積成像系統(tǒng)獲取的超聲影像格式進(jìn)行人工分割組織結(jié)構(gòu)、占位等,進(jìn)行三維影像重建;讀取三維重建后的信息,采用全透明塑制材料及染色材料進(jìn)行乳腺全景(包含患者一側(cè)整體乳腺及占位病灶)3D打印。2)收集我院行乳腺腫瘤切除手術(shù)的64個(gè)乳腺占位(其中15例良性病灶,49例惡性病灶),術(shù)前分別進(jìn)行乳腺核磁檢查及本課題設(shè)計(jì)的乳腺超聲檢查:①重建超聲及核磁的乳腺腫瘤三維模型,生成三維經(jīng)線x、y、z軸值,術(shù)后病理作為金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照,手術(shù)時(shí)間與各檢查間隔時(shí)間均小于7天,顯著性水平設(shè)定為95%。②檢查中,兩種體位重力變化最大的方向?yàn)闇y(cè)量方向,測(cè)量該方向上腫瘤測(cè)值變化與其他垂直方向的差異,分析體位對(duì)乳腺腫瘤測(cè)值的影響。③分別計(jì)算核磁與超聲重建的乳腺腫瘤中點(diǎn)與該側(cè)乳頭垂直距離,評(píng)價(jià)檢查體位對(duì)腫瘤空間位置的影響;3)在解放軍總醫(yī)院乳腺外科就診且符合入選標(biāo)準(zhǔn)的乳腺腫瘤手術(shù)患者,乳腺術(shù)中虛實(shí)空間注冊(cè):通過(guò)調(diào)整模型的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放,將重建的三維模型疊加到真實(shí)的人體皮膚上;通過(guò)改變模型(腫瘤、皮膚、血管)的透明度對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)最安全、最直觀的手術(shù)導(dǎo)航。研究結(jié)果:1)ABVS+密閉可調(diào)節(jié)水槽實(shí)現(xiàn):邊緣完全顯影,單側(cè)乳房結(jié)構(gòu)完整三維成像;探頭不需要與乳房接觸,減少乳房形變;組織邊界顯示清晰,保證人工分割組織的準(zhǔn)確性。乳腺3D打印實(shí)物圖實(shí)現(xiàn)1:1比例打印實(shí)物;采用透明結(jié)構(gòu)便于患者理解,簡(jiǎn)化醫(yī)患溝通;可視化標(biāo)尺,準(zhǔn)確測(cè)量顯示腫瘤位置。2)①乳腺腫瘤大小與病理比較,X軸:US(r=0.87,p0.0001),MRI(r=0.86,p0.0001);Y軸:US(r=0.88,p0.0001),MRI(r=0.79,p0.0001);Z軸:US(r=0.88,p0.0001),MRI(r=0.86,p0.0001),US、MRI與病理均有較高相關(guān)性(P0.001)。②根據(jù)重力改變?cè)O(shè)定測(cè)量乳腺腫瘤方向,重力改變最大的方向與其他兩個(gè)垂直方向?qū)Ρ?重力改變最大方向,兩者測(cè)值差異最大。③乳腺腫瘤中點(diǎn)距離乳頭與皮膚連接平面的垂直距離,乳腺核磁共振/乳腺超聲2.5,有顯著性差異(P0.05)。3)基于設(shè)計(jì)乳腺標(biāo)記點(diǎn)、點(diǎn)匹配注冊(cè)方法,建立定位及影像坐標(biāo)系統(tǒng)之間的映射關(guān)系,建立實(shí)現(xiàn)乳腺分割影像圖像與乳腺術(shù)中解剖圖像的透明度虛實(shí)融合呈現(xiàn)。采用混合現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)將乳腺腫瘤的三維模型融于乳腺術(shù)中視野中,為醫(yī)生提供虛實(shí)融合的視覺(jué)引導(dǎo)和可視化導(dǎo)航。研究結(jié)論:1)基于乳腺核磁共振為影像基礎(chǔ)的3D打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均已實(shí)現(xiàn),但由于乳腺核磁共振檢查體位上與手術(shù)實(shí)際體位的差異,本研究實(shí)現(xiàn)了超聲影像基礎(chǔ)上的單側(cè)乳腺整體三維重建及3D 打印技術(shù),這將為簡(jiǎn)化臨床醫(yī)生術(shù)前醫(yī)患溝通、幫助患者具體準(zhǔn)確了解病變情況以及理性選擇合理化術(shù)士等方面提供新方法;2)我們利用乳腺超聲三維重建一種全新的方法,實(shí)現(xiàn)乳腺腺體與腫瘤的精準(zhǔn)分割,為臨床醫(yī)生提供可靠地術(shù)前腫瘤形態(tài)、大小及位置等三維影像直觀信息,對(duì)醫(yī)生精確手術(shù)規(guī)劃、高效醫(yī)患溝通以及術(shù)中導(dǎo)航提供了全新模式;3)實(shí)現(xiàn)乳腺超聲三維重建技術(shù)與混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合,為醫(yī)生提供“準(zhǔn)確、直觀、無(wú)創(chuàng)、快速、多角度實(shí)時(shí)”的可視化導(dǎo)航,將使未來(lái)乳腺外科更加精確、安全、高效。
【圖文】：

圖１結(jié)構(gòu)示意圖；逡逑１．架體，２．密封槽，３？滑桿，４．上框架，５．下框架，６．螺栓，７．升降調(diào)節(jié)板，８．滑桿支撐板，逡逑９．調(diào)節(jié)絲桿，丨０．固定螺絲逡逑１９逡逑

圖２俯視圖逡逑１．架體，，２．密封槽，３．滑桿，４．上框架，５．下框架，６．螺栓，７．升降調(diào)節(jié)板，８．滑桿支撐板，逡逑９．調(diào)節(jié)絲桿，１０．固定螺絲逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)人民解放軍醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R445.1;R737.9

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本文編號(hào)：2671153