本文選題：圖像分割 + 三維可視化�。� 參考：《南方醫(yī)科大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：研究背景原發(fā)性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì),每年都有超過(guò)800,000的病人死于該疾病,目前HCC在全球癌癥致死病例中排名第2,有80%左右的肝癌患者伴有肝炎病毒的感染。肝切除術(shù)和肝臟移植術(shù)被認(rèn)為是有手術(shù)機(jī)會(huì)HCC患者的根治性治療方法,是其獲得長(zhǎng)期生存的重要途徑。術(shù)前肝內(nèi)血管解剖結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確識(shí)別和肝臟體積、肝功能的準(zhǔn)確評(píng)估,對(duì)于肝切除術(shù)的順利完成具有重要意義：在實(shí)施肝臟惡性腫瘤R0切除的同時(shí),確保剩余肝臟有足夠的血液供應(yīng)及回流、膽汁的充分引流,從而最大程度地減少術(shù)后肝功能不全／肝功能衰竭的發(fā)生,降低圍手術(shù)期的死亡率。肝移植術(shù)是HCC的另一重要的手術(shù)治療手段,包括尸體供肝肝移植術(shù)和活體肝移植(living donor liver transplant, LDLT)。對(duì)于LDLT而言,移植肝的體積評(píng)估和肝內(nèi)解剖信息對(duì)于供者和受者均極其重要,涉及二者術(shù)后的生命安全。因此,對(duì)于可以手術(shù)治療的HCC患者,無(wú)論是肝切除術(shù)還是肝移植術(shù),術(shù)前肝臟體積的評(píng)估和肝內(nèi)血管解剖的了解是術(shù)前規(guī)劃的重要內(nèi)容。為了安全實(shí)施各種肝臟外科手術(shù),外科醫(yī)生希望可以利用一些簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的方法來(lái)進(jìn)行肝臟體積評(píng)估。計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography, CT)作為一項(xiàng)快速而無(wú)創(chuàng)的影像學(xué)檢查方法,在術(shù)前診斷和肝臟體積評(píng)估中扮演了重要角色。目前有三類基于CT圖像的肝臟體積計(jì)算方法：手工體積分割、半自動(dòng)交互體積分割和全自動(dòng)體積分割。手動(dòng)分割雖然是目前公認(rèn)的肝臟體積計(jì)算的金標(biāo)準(zhǔn),但受閱片者經(jīng)驗(yàn)影響、主觀性強(qiáng)且耗時(shí),限制了其在臨床的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多半自動(dòng)和全自動(dòng)分割的肝臟體積計(jì)算方法,這些方法的運(yùn)算速度快,如果能達(dá)到與手工分割同樣的精確度,那將為臨床工作帶來(lái)極大的便利。雖然外科手術(shù)是HCC的根治性治療方法,但是流行病學(xué)調(diào)查顯示,大部分HCC病人由于合并有肝炎后肝硬化,僅有10%-30%的患者能夠獲得根治性手術(shù)的機(jī)會(huì),超過(guò)80%的HCC患者只能選擇經(jīng)肝動(dòng)脈栓塞化療及消融等非根治性治療手段。其中局部消融術(shù)適應(yīng)癥廣泛,是難以手術(shù)切除的HCC患者安全有效的方法之一,亦可以作為肝移植術(shù)的過(guò)渡治療手段�，F(xiàn)有消融手術(shù)的引導(dǎo)方法主要有：直視或術(shù)中超聲引導(dǎo)穿刺消融、腹腔鏡引導(dǎo)穿刺消融、常規(guī)影像引導(dǎo)(超聲、CT、MRI)經(jīng)皮肝穿刺消融等,其中經(jīng)皮肝穿刺具有創(chuàng)傷小、術(shù)后疼痛輕、住院時(shí)間短、可重復(fù)性操作等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用最為廣泛。經(jīng)皮肝穿刺需借助超聲、CT、MRI等傳統(tǒng)影像設(shè)備的引導(dǎo),但這些影像學(xué)引導(dǎo)方法均有不同程度的局限性。基于上述問(wèn)題,本課題擬運(yùn)用手工分割的方法對(duì)肝臟CT圖像進(jìn)行分割,以此得到的肝臟體積作為金標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)同樣的肝臟數(shù)據(jù)采用兩種全自動(dòng)肝臟分割法及一種半自動(dòng)分割法分別進(jìn)行肝臟分割和體積計(jì)算。上述全自動(dòng)分割法來(lái)自中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)學(xué)圖像與數(shù)字手術(shù)研究室開(kāi)發(fā)的：統(tǒng)計(jì)形狀模型(statistical shape model, SSM)和概率圖譜(probabilistic atlas, PA)法；半自動(dòng)分割法采用南方醫(yī)科大學(xué)與華南師范大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的腹部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)(Medical image three-dimensional visualization system, MI-3DVS,專利號(hào)：2008SR18798)。通過(guò)對(duì)CT圖像體積測(cè)量的準(zhǔn)確性、一致性和效率等方面進(jìn)行比較,來(lái)判斷SSM、PA和MI-3DVS的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)選出符合臨床應(yīng)用需求的肝臟圖像分割及體積計(jì)算的術(shù)前評(píng)估工具。隨后采用半自動(dòng)分割的三維可視化軟件MI-3DVS進(jìn)行肝臟腫瘤手術(shù)前后肝內(nèi)血管的解剖重現(xiàn)、肝臟分段和體積計(jì)算,結(jié)合患者預(yù)后等進(jìn)行比較,從而評(píng)估MI-3DVS在提高肝臟切除手術(shù)的精準(zhǔn)性及安全性的臨床應(yīng)用價(jià)值。同時(shí),在現(xiàn)有的圖像分割技術(shù)的基礎(chǔ)之上,研究開(kāi)發(fā)了一套基于光學(xué)定位的經(jīng)皮肝穿刺手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng),通過(guò)體模穿刺實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證該導(dǎo)航穿刺系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性,為肝臟腫瘤的消融治療提供穩(wěn)定、精準(zhǔn)、快捷的定位穿刺技術(shù),克服現(xiàn)有經(jīng)皮肝穿刺技術(shù)的不足。一、一種半自動(dòng)分割和兩種全自動(dòng)分割法在基于CT圖像體積測(cè)量中的對(duì)比研究目的1.對(duì)現(xiàn)有的CT數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行優(yōu)化,獲取高質(zhì)量肝臟亞毫米級(jí)CT三期數(shù)據(jù)。2.通過(guò)比較MI-3DVS、SSM、PA同手工分割在基于CT圖像體積測(cè)量準(zhǔn)確性、一致性和效率的差異,來(lái)判斷三者各自的優(yōu)勢(shì)和不足。材料和方法1.研究對(duì)象2013年4月至2014年1月之間,在南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院肝膽一科行腹部三期增強(qiáng)掃描的患者中,隨機(jī)抽取42人納入本部分研究。根據(jù)肝臟是否存在病變分為A、B兩組。A組為正常肝臟組,其中男性21例,女性6例,男性年齡為50.0±15.0歲,女性年齡為57.8±10.9歲。B組為異常肝臟組,其中男性9例,女性6例。男性年齡為48.3±15.3歲,女性年齡為60.2±13.6歲。B組病變包括7例HCC和8例肝膽管結(jié)石。選用門靜脈期圖像來(lái)進(jìn)行圖像分割,因?yàn)榇似趫D像可以最大程度的分辨出肝實(shí)質(zhì)和非肝組織之間的差異。2.儀器和設(shè)備(1)多排螺旋CT:PHILIPS BRILLIANCE 64/256層螺旋CT掃描儀；CT造影劑：碘比樂(lè)(Iopamiro);雙筒高壓注射器；由PHILIPS多排螺旋CT自帶的圖像后處理工作站：Mxview workstation。(2)南方醫(yī)科大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)臨床中心HP刀片式服務(wù)器。(3)高性能計(jì)算機(jī)。(4)腹部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)MI-3DVS、一種基于統(tǒng)計(jì)形狀模型的肝臟分割方法、一種基于概率圖譜的肝臟分割方法。3.CT數(shù)據(jù)的采集和存貯具體操作過(guò)程詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)(Yang J, Fang C H, Fan Y F, et al. To assess the benefits of medical image three-dimensional visualization system assisted pancreaticoduodenctomy for patients with hepatic artery variance[J]. Int J Med Robot,2014)。4.CT數(shù)據(jù)的具體分割方法(1)手動(dòng)分割構(gòu)建金標(biāo)準(zhǔn)：本人先采用Microsoft GeoS軟件進(jìn)行了300例肝臟CT圖像的分割練習(xí),經(jīng)評(píng)分檢測(cè)已經(jīng)具備了熟練的肝臟手動(dòng)分割圖像水平,經(jīng)驗(yàn)與同水平放射科醫(yī)生相當(dāng)。隨后繼續(xù)使用該軟件來(lái)進(jìn)行本研究的金標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建,同時(shí)所有數(shù)據(jù)再由一名有資質(zhì)的影像科醫(yī)生進(jìn)行校對(duì),由此構(gòu)建出本研究的金標(biāo)準(zhǔn)。(2)所有半自動(dòng)分割和全自動(dòng)分割均由上述影像科醫(yī)生操作完成。5.肝臟CT圖像分割評(píng)價(jià)指標(biāo)的簡(jiǎn)述(1)肝臟體積：Volume (V).(2)分割時(shí)間：Time (T)。(3)相對(duì)體積差百分比relative absolute volume difference (VD)。當(dāng)其值為正數(shù)時(shí)表示過(guò)分割,值為負(fù)數(shù)時(shí)表示欠分割,值為0時(shí)表示分割體積與手工分割體積無(wú)差異。6.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理對(duì)于多組計(jì)量資料的比較,若服從正態(tài)分布且方差齊性時(shí),做完全隨機(jī)的方差分析,當(dāng)方差分析的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí),則選用最小顯著差或者Bonferroni檢驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行兩兩比較：當(dāng)方差不齊時(shí),則做Kruskal Wallis的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。如果Kruskal Wallis的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,則選用Bonferroni法校正P值進(jìn)-步進(jìn)行兩兩比較。使用Pearson相關(guān)系數(shù)(r)來(lái)評(píng)估線性關(guān)系。選用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)和Bland-Altman法來(lái)衡量金標(biāo)準(zhǔn)和全自動(dòng)／半自動(dòng)分割體積之間的一致性及程度。設(shè)定P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS 13.0 (SPSSInc, Chicago, IL, USA)軟件。結(jié)果1.不同方法所得到的肝臟體積大小在A組中,金標(biāo)準(zhǔn)的體積為1203.3+285.6cm3,由MI-3DVS得到的體積為1182.4±279.3cm3,由SSM得到的體積為1170.2±279.9cm3,由PA得到的體積為1233±274.5cm3。同金標(biāo)準(zhǔn)相比,MI-3DVS的VD值為-1.69%,SSM.的VD值為-2.75%,PA的VD值為3.06%。在B組中,金標(biāo)準(zhǔn)的體積為1272.3±313.2cm3,由MI-3DVS得到的體積為1233.1±317.4cm3,由SSM得到的體積為1228.2±300.0cIn3,由PA得到的體積為1314.4±301.6cm3。同金標(biāo)準(zhǔn)相比,MI-3DVS的VD值為-3.20%,SSM的VD值為-3.35%,PA的VD值為4.14%。不同方法所獲得的肝臟體積之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義：MI-3DVS和金標(biāo)準(zhǔn)相比,在A組P=0.783,在B組P=0.731; SSM和金標(biāo)準(zhǔn)相比,在A組P=0.665,在B組,P=0.696；PA和金標(biāo)準(zhǔn)相比,在A組P=0.696,在B組P=0.710;SSM和MI-3DVS相比,在A組P=0.875,在B組P=0.963；PA和MI-3DVS相比,在A組P=0.505,在B組P=0.475；PA和SSM比較,在A組P=0.410,在B組P=0.447。不同方法之間VD的兩兩比較結(jié)果顯示,其差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義：SSM和MI-3DVS相比,在A組P=0.233,在B組P=0.066；PA和MI-3DVS相比,在A組P=0.715,在B組,P=0.262；PA和SSM比較,在A組P=0.406,在B組P=0.326。2.不同方法分割肝臟所消耗的時(shí)間在A組,手動(dòng)分割構(gòu)建金標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間為41.78±10.09 min; MI-3DVS分割肝臟的時(shí)間為27.63±4.50 min; SSM分割肝臟的時(shí)間為1.28±0.51 min; PA分割肝臟的時(shí)間為1.19+0.20 min；在B組,手動(dòng)分割構(gòu)建金標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間為47.93±6.32min; MI-3DVS分割肝臟的時(shí)間為27.53±4.00 min; SSM分割肝臟的時(shí)間為1.23±0.60 min; PA分割肝臟的時(shí)間為1.16±0.09min。A、B兩組中,在運(yùn)算時(shí)間上比較：(1)MI-3DVS、SSM、PA同金標(biāo)準(zhǔn)相比,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(三組P0.001),三種計(jì)算方法均快于手動(dòng)分割。(2)SSM、PA同MI-3DVS相比,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(兩組P0.001),SSM和PA均快于MI-3DVS。(3)SSM同PA相比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(A組P=0.950,B組P=0.960)。3.不同方法之間一致性的比較在A組,MI-3DVS與手動(dòng)分割之間的ICC為0.982,r為0.984；SSM與手動(dòng)分割之間的ICC為0.980,r為0.986；PA與手動(dòng)分割之間的ICC為0.978,r為0.984。在B組,MI-3DVS與手動(dòng)分割之間的ICC為0.987,r為0.994；SSM與手動(dòng)分割之間的ICC為0.985,r為0.996；PA與手動(dòng)分割之間的ICC為0.955,r為0.962。Bland-Altman散點(diǎn)圖結(jié)果顯示在A、B兩組,MI-3DVS、SSM、PA與手工分割相比,均具有很高的一致性。結(jié)論1.在正常肝臟組和異常肝臟組,MI-3DVS、SSM和PA同金標(biāo)準(zhǔn)在體積測(cè)量方面相比,均具有很高的一致性,精度很高。2.在正常肝臟組和異常肝臟組中,SSM和PA在運(yùn)算速度上均要高于MI-3DVS,說(shuō)明兩者效率更高。3.三者在體積測(cè)量精確度方面均可適應(yīng)臨床需要,同時(shí)MI-3DVS具有強(qiáng)大的圖像后處理功能,可以對(duì)肝臟進(jìn)行分段、拆分,從全方位、多角度清晰同步顯示器官與病灶的關(guān)系,同時(shí)還可以進(jìn)行仿真手術(shù)的操作,是適合臨床應(yīng)用的一個(gè)重要的輔助工具。二、MI-3DVS在個(gè)體化肝臟分段和肝切除術(shù)前規(guī)劃的應(yīng)用研究目的1.研究MI-3DVS在實(shí)現(xiàn)個(gè)體化、數(shù)字化肝臟分段的能力。2.評(píng)價(jià)MI-3DVS在實(shí)際應(yīng)用中,提高肝臟切除手術(shù)的精準(zhǔn)性及安全性的臨床應(yīng)用價(jià)值。材料和方法1.研究對(duì)象2013年1月至2014年6月之間,在南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院肝膽一科所進(jìn)行的34例基于MI-3DVS個(gè)體化肝臟分段輔助下肝切除術(shù)的HCC患者。其中男性29例,女性5例,男性年齡為49.7±12.5歲,女性年齡為48.2±16.9歲。根據(jù)手術(shù)方式的不同,進(jìn)一步分為：(1)4位患者接受規(guī)則性肝切除術(shù),分為A組；(2)30位患者接受不規(guī)則肝切除術(shù),分為B組。2.使用的儀器和設(shè)備(1)多排螺旋CT:PHILIPS BRILLIANCE 64/256層螺旋CT掃描儀；CT造影劑：碘比樂(lè)(Iopamiro);雙筒高壓注射器；由PHILIPS高排螺旋CT自帶的圖像后處理工作站：Mxview workstation。(2)南方醫(yī)科大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)臨床實(shí)驗(yàn)中心HP刀片式服務(wù)器。(3)高性能計(jì)算機(jī)。(4)腹部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)MI-3DVS。3.CT數(shù)據(jù)的采集和存貯同第一部分。4.腹部圖像的三維重建、個(gè)體化肝臟分段的實(shí)現(xiàn)及手術(shù)規(guī)劃的原則(1)腹部圖像的三維重建過(guò)程：①將所需要的CT數(shù)據(jù)從服務(wù)器上下載,導(dǎo)入至MI-3DVS。②選擇器官、血管、膽管等相應(yīng)重建模塊,進(jìn)行個(gè)體化的三維重建；③重建完成后,再根據(jù)專業(yè)知識(shí)判斷,是否需要進(jìn)行修正。(2)個(gè)體化肝臟分段的實(shí)現(xiàn)：以Couinaud分段理論為基礎(chǔ),通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像分割技術(shù)將病人CT圖像中的肝臟、腫瘤和血管劃分出來(lái),自動(dòng)提取靜脈血管的中心線,建立血管樹(shù)模型,按照門靜脈供血、肝靜脈回流的原則,計(jì)算肝段的范圍,進(jìn)而自動(dòng)劃分肝段,并以三維可視化的方式顯示肝段。(3)手術(shù)規(guī)劃的原則：根據(jù)肝癌切除術(shù)的無(wú)瘤原則,R0切緣≥1cm。同時(shí)保證剩余足夠體積的肝臟可以維持機(jī)體的生命活動(dòng)功能。5.相關(guān)指標(biāo)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)(1)預(yù)計(jì)切除肝臟體積：predicted excisional liver volume (PELV)。由MI-3DVS術(shù)前規(guī)劃切除的體積。(2)實(shí)際切除肝臟體積：actual excisional liver volume (AELV)。AELV=|術(shù)前3天CT體積-術(shù)后5天CT體積,因?yàn)楦鶕?jù)Nagasue等(Nagasue N, Yukaya H, Ogawa Y, et al. Human liver regeneration after major hepatic resection. A study of normal liver and livers with chronic hepatitis and cirrhosis[J].Ann Surg,1987,206(1):30-39)的研究結(jié)果顯示：肝切除術(shù)后肝臟的再生是從第7天開(kāi)始,故默認(rèn)為術(shù)后第5天肝臟沒(méi)有開(kāi)始生長(zhǎng),此時(shí)的體積恰好為術(shù)后切除時(shí)的體積。(3)絕對(duì)誤差：absolute error (AE). AE=|PELV—AELV|(4)誤差百分比：percentage error (PE). PE=AE÷AELV6.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理用回歸分析來(lái)進(jìn)行AELV和PELV之間的比較,用Pearson相關(guān)系數(shù)(r)來(lái)判斷兩者之間的線性關(guān)系,選用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)來(lái)衡AELV和PELV之間的一致性。應(yīng)用Bland-Altman分析單純地對(duì)兩種方法測(cè)得結(jié)果的一致性程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。設(shè)定P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS 13.0 (SPSSInc, Chicago, IL, USA)軟件。結(jié)果1.術(shù)前規(guī)劃切除體積和實(shí)際切除體積之間的差異從總體上看,AELV為319.9±157.6cm3, PELV為298.8±157.6cm3,兩者之間的AE為21.1±5.9cm3, PE為8.0±4.0%。A組AELV為350.7±139.0cm3,PELV為331.1±143.8cm3, AE為19.6±4.8 cm3, PE為6.5±3.2%；B組AELV為315.8±161.6cm3, PELV為294.5±161.1 cm3, AE為21.4±6.1cm3, PE為8.2±4.1%。2.術(shù)前規(guī)劃切除體積和實(shí)際切除之間的關(guān)系在A、B兩組,AELV和PELV之間均有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系,A組的一元回歸方程為AELV=1.034×PELV-31.48 (r=0.97;P0.001),B組的一元回歸方程為AELV=0.996×PELV-20.08 (r=0.92;P0.001)。A組的ICC為0.994,r為0.97；B組的ICC為0.992,r為0.92。Bland-Altman散點(diǎn)圖結(jié)果顯示在A、B兩組,AELV和PELV均具有很高的一致性。3.個(gè)體化分段結(jié)果采用MI-3DVS依據(jù)Couinaud分段原理,進(jìn)行的個(gè)體化肝臟分段,與實(shí)際手術(shù)對(duì)比。結(jié)論1.雖然在A、B兩組中,PELV和AELV之間達(dá)到了很強(qiáng)的相關(guān)性,但是兩者之間的差異仍然具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義�？墒墙Y(jié)合臨床實(shí)際：全部34例病人無(wú)術(shù)后肝功能不全/肝功能衰竭的發(fā)生,圍手術(shù)期死亡率為0%。認(rèn)為這種差異是可以接受。2.MI-3DVS的個(gè)體化分段功能,是以患者個(gè)體化的血管走形和肝臟體積為依據(jù),在Couinaud理論的指導(dǎo)下,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行劃分,結(jié)果客觀、真實(shí)、可靠,為肝臟分段的解剖學(xué)研究提供了新的方法。3.MI-3DVS是一個(gè)具有臨床價(jià)值的手術(shù)輔助工具,它可以提高手術(shù)治療的安全性,勝任臨床工作的需要。三、經(jīng)皮肝臟穿刺手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的初步研究目的1.構(gòu)建一種光學(xué)引導(dǎo)下手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。2.初步探究該手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)在體模試驗(yàn)中的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。材料和方法1.研究對(duì)象本課題組自主研發(fā)的一種光學(xué)引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。2.設(shè)備和儀器(1) NDI Polaris光學(xué)定位跟蹤系統(tǒng)；(2)Kinect深度相機(jī)；(3)高性能計(jì)算機(jī)：聯(lián)想Thinkpad w540;(4)腹部穿刺模型：image-guided abdominal biopsy phantom; (5)導(dǎo)航軟件：腹部手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng),登記號(hào)：2014SR000461；(6)多排螺旋Siemens CT;(7)穿刺針。3.導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)的流程(1)布置實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,連接相應(yīng)設(shè)備,搭建導(dǎo)航系統(tǒng)。(2)對(duì)腹部穿刺模型進(jìn)行CT掃描,將得到的薄層DICOM圖像數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到導(dǎo)航系統(tǒng)中。(3)進(jìn)行導(dǎo)航注冊(cè)：其目的是在體模的影像坐標(biāo)系和定位裝置的坐標(biāo)系之間建立坐標(biāo)映射的關(guān)系,其精度直接決定了導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。(4)根據(jù)所得到的CT數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)CT圖像中的肝臟和腫瘤進(jìn)行分割,然后進(jìn)行導(dǎo)航方案的選擇：規(guī)劃穿刺路徑、進(jìn)針點(diǎn)和進(jìn)針角度。(5)在導(dǎo)航方案的指導(dǎo)下進(jìn)行穿刺：尋找入口點(diǎn),調(diào)整進(jìn)針角度,進(jìn)行穿刺。導(dǎo)航界面實(shí)時(shí)跟蹤顯示針尖位置、實(shí)際路線和規(guī)劃路線的差距以及誤差。(6)穿刺結(jié)束,進(jìn)行CT掃描,分析得到針尖距離目標(biāo)(腫瘤)質(zhì)心的距離。4.相關(guān)指標(biāo)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)(1)導(dǎo)航時(shí)間：術(shù)前建立導(dǎo)航系統(tǒng)所需要的時(shí)間。(2)穿刺誤差：Target Placement error (TPE),穿刺針尖與腫瘤質(zhì)心之間的距離。5.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理本部分不涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,僅作統(tǒng)計(jì)學(xué)描述。結(jié)果1.自術(shù)前CT掃描獲取至傳送至導(dǎo)航系統(tǒng),然后規(guī)劃穿刺路徑,所消耗時(shí)間在15 min左右。2.在本導(dǎo)航系統(tǒng)下共進(jìn)行了8個(gè)“肝臟腫瘤”的共72次穿刺實(shí)驗(yàn),穿刺誤差TPE為：5.14±2.41mm(范圍：1.18-11.05mm)。結(jié)論1.本手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是搭建在現(xiàn)有手術(shù)環(huán)境的基礎(chǔ)上,設(shè)備簡(jiǎn)便,不會(huì)影響正常手術(shù)室的工作。2.在手術(shù)過(guò)程中,導(dǎo)航所消耗的時(shí)間為15 min左右,過(guò)程簡(jiǎn)單,易于接受。3.在72次實(shí)驗(yàn)中,導(dǎo)航系統(tǒng)均達(dá)到了很高的精度,說(shuō)明穿刺效果可靠、穩(wěn)定性良好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R657.3;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1923436