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计算机数字测量规划在腰椎TLIF手术中的应用
[目的]探讨计算机数字测量规划在腰椎TLIF手术中的作用.[方法]回顾性分析2013年9月～2015年5月本科收治的腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症行TLIF手术患者,20例术前经计算机数字测量规划,将腰椎CT影像DICOM数据导入Mimics软件,三维重建腰椎数字模型,对模型进行观察、分割、分析并模拟置钉,测量椎弓根螺钉的长度和角度、椎间隙宽度、棒及横联的长度,从而指导术中内置物的置入.对比内置物术前测量规划与术中实际置入情况.选取同一时期性别、年龄、减压及固定节段相匹配的20例作为对照组,对比两组手术时间、术中出血量、术中透视次数及置钉准确率.[结果]规划组按照术前规划完成手术,术前测量规划内置物的准确率高达91.7％,规划组手术时间、术中出血量、术中透视次数低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05),两组螺钉准确率无明显差异(P＞0.05).[结论]计算机数字测量规划对腰椎TLIF手术具有指导作用,有助于减少手术时间、术中出血量及透视次数,对手术的顺利实施具有重要的参考价值.
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应用数字化技术研究异常髋臼的全髋关节置换术
目的 应用医学三维重建软件和逆向工程技术为异常髋臼的人工全髋关节置换手术的髋臼选择提供精确的方法.方法 筛选2008年2月～10月就诊于郑州大学第一附属医院的40例存在异常髋臼的全髋关节置换患者,按照治疗方法分为对照组与观察组,各20例.对照组采用常规法完成术中髋臼假体定位的手术方案.对观察组患者的骨盆及髋臼进行连续64层CT扫描,将数据导入Mimics 10.0软件重建患侧髋臼,明确髋臼假体的大小及位置;采用逆向工程技术重建髋臼假体模板;术中将髋臼假体模板与髋臼表面相匹配进行置人方向定位,术后对髋臼前倾角、外展角进行测量,并与对照组结果比较.结果 观察组的髋臼假体外展角、前倾角、Harris评分均优于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 通过医学三维重建软件及逆向工程技术构建的髋臼假体模板可为存在异常髋臼的人工全髋关节置换术髋臼大小及定位提供有利的指导.
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以血管为轴心的巨块型肝脏肿瘤三维可视化术前规划和诊疗
肝脏肿瘤起病隐匿,早期症状不明显,就诊时肿瘤多数生长巨大.三维可视化、虚拟现实、3D打印、吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)分子荧光影像技术等数字医学技术对巨块型肝脏肿瘤进行以血管为轴心的术前规划及诊疗,在制定个体化手术方案、精确测定残肝体积、术中界定肿瘤边界和降低手术并发症等方面发挥着积极作用,实现了巨块型肝脏肿瘤解剖性、功能性、根治性的手术治疗.
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3D打印技术在经皮肾镜取石术中的应用
目的:探讨3D打印技术在经皮肾镜取石术(PCNL)中的应用.方法:选取2016年3～～6月收治的12例临床确诊为肾结石并拟行PCNL的患者,男6例,女6例;其中左肾结石7例,右肾结石5例;年龄24～～52岁,平均42岁.CT提示结石大径为1.8～3.9 cm,平均2.8 cm.采集肾结石患者的CT数据,利用三维重建软件MIMICS 17.0进行图像分割和三维重建,建立个性化肾结石三维模型.利用3D打印技术打印出包含肾段脊柱、第12肋、肾实质、结石、集合系统、肾动静脉的肾结石3D打印模型.由4名手术医师于术前根据3D肾结石打印模型结合影像学资料设计具体手术方案,术中记录实操数据,术后填写3D打印模型评估调查问卷,以评估该3D打印模型的有效性.以3D打印模型作为术前谈话工具,与患者及家属进行术前谈话,并请患者及家属填写3D打印模型评估调查问卷.结果:成功打印出12例患者的3D肾结石打印模型,该模型直观显示了肾结石的大小及位置,肾内集合系统和肾盂.肾动、静脉,以及肾周毗邻脏器的关系.使用3D肾结石模型预估的穿刺肾盏、穿刺点及是否需要双或多通道的选择与实际手术基本符合,预估的穿刺深度为(6.7±0.7) cm,实际穿刺深度为(7.1±0.5) cm,两者差异无统计学意义(P＞0.05).手术医师对3D结石模型的总体评价得分为(8.3±0.5)分,患者及家属对使用3D结石模型的术前谈话的总体满意度得分为(7.8±0.8)分.结论:3D打印的肾结石模型能够很好地反映出结石形态、位置及与周围组织的关系,在定制PCNL术前方案中起到一定的作用,同时可作为PCNL术前与患者沟通的有效工具.
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3D打印技术在保留肾单位手术中的应用研究(附19例报告)
目的:探讨3D打印技术在肾肿瘤保留肾单位手术(NSS)中的临床应用价值.方法:选取2015年9月～2016年5月收治的19例肾肿瘤患者.提取患者的CT平扫加增强扫描数据,使用三维影像学软件进行处理,进行3D打印技术制作患者肾脏模型.将模型用于术前的医患沟通及手术规划,以及在手术中使用模型实时指导手术操作.术后请手术医生填写模型评估调查问卷,以评估该模型的真实性及实用性.结合3D模型进行术前谈话,请患者及家属填写3D模型调查问卷并评分.收集术中肾动脉阻断时间、出血量、切缘阳性率,以评估手术效果.结果:成功打印出19例患者的肾脏模型,该模型清晰的显示了患者的肿瘤大小、位置、浸润深度及与肾血管、集合系统的关系,肿瘤模型大直径与患者术前CT影像肿瘤大直径平均误差为(0.37±0.28)cm.根据3D模型制定手术方案:肾动脉全阻断14例,分支阻断4例,肾动静脉全阻断1例.手术医师对3D模型的总体评价得分为(9±0)分,患者及家属对使用3D模型的术前谈话的总体满意度得分为(8.5±0.8)分.手术肾动脉阻断时间(27±4)min,术中出血量(98±52)ml,术后病理切缘均为阴性.结论:3D打印模型能够精确显示肿瘤大小、位置、浸润深度及与肾血管、集合系统的关系,帮助医生进行术前手术方案指导和术中实时指导,同时可以作为NSS术前医患沟通的有效工具.
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3D成像系统在复杂肝胆管结石病诊治中的应用(附40例报告)
目的 总结3D成像系统在复杂肝胆管结石病诊治中的应用价值.方法 复杂肝胆管结石病人40例.在多层螺旋CT(MDCT)及磁共振胰胆管成像(MRCP)基础上进行3D评估、手术规划,并模拟手术以指导实际手术过程.比较术中所见与术前评估的符合程度、手术方式及其与手术规划的符合程度、手术时间、术中出血量、并发症发生率及围手术期病死率.结果 40例病人均成功获得3D评估.术中所见与术前3D图像吻合,实际手术方案与手术规划符合率97.5％(39/40).1例拒绝行肝叶/段切除术,3例左右肝胆管广泛结石,余36例术后经胆道造影或B超证实无结石残余.1年结石复发率8.3％(3/36).结论 3D成像系统可清晰显示肝内外结石的分布以及与胆道系统、毗邻肝组织和血管的空间位置关系,有利于复杂肝胆管结石病术前精准评估和制定出个体化、合理化的手术方案.
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3D打印在耳鼻咽喉头颈外科的应用
3D打印是在三维计算机辅助设计(computeraided design,CAD)的模型基础上将特定的材料逐层打印,构建所需三维实体的一种数字化技术[1].3D打印技术早由Chuck Hull在20世纪80年代提出,起初这项技术主要应用于汽车和航天工业.
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虚拟现实技术在骨科术前规划中的应用
虚拟现实技术可在虚拟环境中模拟手术,实现手术规划的可视化、标准化、个体化.基于虚拟现实技术进行术前精准测量、精确预测假体大小及术后状态等,可以提高手术成功率,缩短学习曲线.而对于具体手术,虚拟现实技术在术前可用于评估术者手术水平及手术风险,目前已初步用于骨科临床并取得良好效果.本文介绍虚拟现实技术在骨科术前规划中的作用,综述其在脊柱外科、关节外科、创伤骨科、运动医学等不同领域的应用进展.
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Dyna-CT融合3D-DSA在颅底肿瘤术前规划中的应用
目的 探讨Dyna-CT融合3D-DSA在颅底肿瘤术前规划中的应用.方法 回顾性分析23例颅底肿瘤病人的临床资料.术前行Dyna-CT和3D-DSA图像采集,在工作站上进行图像融合,行术前规划后,全麻下进行显微手术切除术.结果 所有病人均顺利进行Dyna-CT和3D-DSA图像的采集并获得满意的三维图像.肿瘤全切除21例,次全或大部切除2例.无不可逆并发症发生.结论 Dyna-CT融合3D-DSA技术为颅底肿瘤的外科手术治疗提供术前规划的新方法.
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3D打印技术在Sanders Ⅲ型跟骨骨折内固定手术设计中的应用
目的 探讨3D打印技术结合数字化技术在SandersⅢ型跟骨骨折内固定手术方案设计中的应用方法与效果.方法 对2015年11月至2016年10月收治的12例SandersⅢ型跟骨骨折患者资料进行回顾性分析,男7例,女5例;年龄23 ～ 53岁,平均38.7岁;双侧跟骨薄层CT扫描数据导入Mimics软件中进行骨折三维重建、虚拟复位、数字化手术设计,用3D打印技术制作1:1大小的跟骨骨折实体模型,制作钉道导航模块,进行接骨板预塑形与模拟手术.根据术前规划进行手术,术后对跟骨形态学参数进行评价,将术后效果与术前数字化设计效果进行比较.结果 12例患者手术时间为60～90 min,平均77.9 min.术后随访时间4～8个月,平均6.2个月;患者均无切口软组织并发症发生.术后1个月B6hler角(32.6°±3.6°)、Gissane角(123.9°±9.5°)较术前(12.4°±2.1°、143.9°±7.8°)改善,差异均有统计学意义(P＜0.001).跟骨外形与术前复位模型相仿,内固定位置、钉道方向与术前设计接近.术后3个月Maryland评分平均为87.8分,优良率为91.7％. 结论 该技术从数字化设计转化出真实手术工具,有助实现SandersⅢ型跟骨骨折精准手术设计.
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3D空间测量与传统CT规划在肾肿瘤微创手术中的对比
目的 探讨3D空间测量在腹腔镜下肾部分切除术的临床应用优势.方法 收集2016年2月~2017年10月我院影像中心37例肾脏肿瘤的增强CT薄层数据,利用自主开发的"Uromedix-3D"系统进行3D重建,测量和分析肾脏及肿瘤的解剖参数,并指导腹腔镜下肾部分切除术(A组).同期38例患者仅在传统CT图像指导下完成手术(B组).统计分析两组病例的一般资料及手术资料,并进行比较.结果 A组3D重建用时(29.3±9.7)min,3D空间测量肾脏缺损的长、宽、深分别为(3.2±1.1)cm、(2.6± 0.9)cm、(1.7±0.7)cm,肿瘤与集合系统距离为(3.8±2.2)mm;R.E.N.A.L评分(7±1.5)分;存在3例副肾动脉及2例肾动脉过早分支.AB两组手术均行后腹腔镜下肾部分切除术,肾动脉阻断时间分别为(26.7±6.4)min、(31.9±7.0)min,肿瘤切除时间分别为(8.4±2.6)min、(10.4±2.8)min,肾脏缺损缝合时间分别为(18.3±3.9)min、(21.5±3.4)min,术后24 h腹膜后引流量分别为(88.6±40.2)mL、(134.3±58.3)mL,术后48 h腹膜后引流量分别为(127.9±54.5)mL、(198.1±86.3)mL,差异均具有统计学意义(P<0.05).而病人一般资料、手术时间、出血量及术后住院天数等结果差异无统计学意义.结论"Uromedix-3D"系统能够高效、准确地完成肾脏及肿瘤的3D重建,而肾脏结构的3D空间测量比传统CT的平面测量更具优势,能够指导腹腔镜下精准化的血管处理、肿瘤切除和缺损修补等手术操作,并显著减少热缺血时间.
关键词： 肾肿瘤 3D重建 空间测量 腹腔镜下肾部分切除术 术前规划 -
3D打印计算机虚拟辅助技术在髋臼骨折术前规划中的应用
目的 探讨3D打印技术计算机辅助下虚拟手术模拟在髋臼骨折术前规划中应用的可行性和有效性.方法 回顾性分析2013年9月～2015年12月行手术治疗并获完整随访的53例髋臼患者资料.其中19例患者应用CT三维重建、计算机虚拟复位内固定、3D模型打印、个性化手术模拟,术中按术前规划手术(3D组);34例患者行术前常规检查,术中经验性手术(常规组).记录两组患者的术中出血量、围手术期输血量、术中透视次数、手术时间、骨折复位质量等.并应用MIMICS软件的三维叠加功能将术前规划与术后结果进行比较分析.结果 所有患者均顺利完成手术,3D组术中出血量、围手术期输血量、术中透视次数少,手术时间缩短,以上项目两组间比较差异均有统计学意义(P＜0.05).术后根据Matta评分标准评定骨折复位质量:3D组与常规组优良率分别为[94.7％(18/19):82.4％(28/34)];末次随访时髋关节功能根据改良Merle D' Aubigne&Postel评分标准:优良率分别为[89.5％(17/19):85.3％(29/34)],以上项目两组间比较差异均无统计学意义(P＞0.05);3D组术前术后CT数据MIMICS软件三维叠加显示实际内固定放置与术前设计吻合度较高.结论 3D打印技术计算机辅助下虚拟手术对髋臼骨折进行术前规划是可行的、精确的,能有效提高手术效率.
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基于3D打印技术的复杂胫骨平台骨折内固定手术数字化设计
目的：探讨3D打印技术结合数字化技术在复杂胫骨平台内固定植入方案设计中的应用价值。方法收集临床复杂胫骨平台骨折病例以及常用胫骨平台钢板的CT数据，在Mimics中进行骨折三维重建、虚拟复位以及建立钢板三维模型库，然后进行内固定方案的数字化设计。3D打印出骨折复位模型以及钢板模型，在3D模型上按照数字化设计内固定方案进行模拟手术。比较数字化虚拟手术与3D模型模拟手术的内固定植入效果。结果3D模型模拟手术的手术效果与内固定数字化设计方案的手术效果一致，二者螺钉长度无明显差异（t=-1.594；v=12；P=0.137）。结论3D打印技术结合数字化设计能有效的提高复杂胫骨平台骨折内固定植入效果。
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3D打印技术在髋臼骨折手术中的应用
目的 探讨3D打印技术辅助治疗髋臼骨折的疗效.方法 选取2014年1月至2016年6月诊治的髋臼骨折患者70例,按随机数字表分为A组(3D打印辅助手术组)35例和B组(传统手术组)35例,比较两组的手术时间、术中出血量、术后引流量、复位效果、髋关节功能等.结果 所有患者获得随访,随访时间6～24个月,平均12.6个月.A组手术时间(115.0±25.3) min、术中出血量(350.0+ 126.5) ml、术后引流量(120.0± 15.1) ml均少于B组,A组用改良Matta影像学评分标准评价复位效果,优良率为94.3％,按照改良Merle D'Aubigné and Postel评分标准评估髋关节功能优良率为88.6％,均优于B组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 3D打印技术应用于髋臼骨折手术可提升髋臼骨折整体手术效果.
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计算机三维可视化重建技术在肝泡型包虫病切除术中的应用
目的 评估计算机三维可视化重建系统在肝泡型包虫病切除术中的应用及不足.方法 回顾性分析2014年1月至2016年12月期间在四川大学华西医院肝脏外科接受手术切除治疗的152例肝泡型包虫病患者的临床资料,其中切除范围≥4个肝段患者80例,切除范围≤3个肝段患者72例,不同肝切除范围患者根据是否进行了三维重建分为三维重建组和未三维重建组,记录并比较三维重建组和未三维重建组患者的影像学数据、术中指标及术后情况.结果 共有79例肝泡型包虫病患者进行了三维可视化重建并生成了实时的三维模型,三维可视化重建时间平均19min,其中有13例患者重建时间超过了30min,长者达到了150min.在根据三维重建结果拟定手术方案的79例患者中,术前模拟手术预计切除肝脏体积为(583.6±374.7)mL,术中实际切除肝脏体积为(573.8±406.3)mL,二者比较一致(P=0.640).切除范围≥4个肝段和≤3个肝段患者中分别有41例和38例选择进行了三维重建.切除范围≥4个肝段患者中,三维重建组的手术时间明显短于未三维重建组(P=0.021),术中出血量也明显少于未三维重建组(P=0.047),2组患者间术中输血情况比较差异无统计学意义(P=0.766).切除范围≤3个肝段患者中,三维重建组和未三维重建组患者的手术时间、术中出血量及术中输血情况比较差异均无统计学意义(P>0.05).无论是切除范围≥4个肝段或是≤3个肝段患者的三维重建组和未三维重建组间术后3d内的实验室检查结果、术后90d内的并发症发生情况及住院时间比较差异均无统计学意义(P>0.05).结论 计算机三维可视化重建系统可以减少≥4个肝段切除术肝泡型包虫病患者的术中出血量及缩短手术时间,但其在≤3个肝段切除术肝泡型包虫病患者中则没有明显获益.
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3D数字肺软件在低肺功能储备的多发肺内小结节手术规划中的运用
目的 评估3D数字肺软件应用于低肺功能储备合并多发肺内小结节患者胸腔镜下同期多肺段切除术术前规划的可行性.方法 纳入我院2015年6～ 12月既往有右肺单一肺叶切除史,左肺多发肺内结节的5例患者,其中男4例,女1例;平均年龄(50.4±2.6)岁.术前采用320排CT的超薄层扫描做肺动脉血管造影(computed tomography angiography,CTA),CT图像数据导入厦门强本科技有限公司自主研发的3D数字肺软件进行三维重建,并以肺动脉系统为基础进行肺段自动划分,对肺内结节进行三维重建.3D数字肺软件计算拟切除的病变肺段占全肺的体积比例,估算手术对第1秒用力肺活量(FEV1)的影响,评估患者对手术的耐受性.做好手术前规划后,在全身麻醉下行胸腔镜下同期多肺段/亚段切除术.结果 5例患者的肺动脉三维重建均能达到5级以下分支水平,并自动划分出肺段,清楚显示肺内结节所在肺段/亚段.5例预切除肺体积占全肺体积14.00％～27.00％.估算术后FEV1为1.16～1.46 L,能耐受手术.5例均顺利施行胸腔镜下肺段/亚段切除术,术中切下肺段立即解剖找到肺内结节,并送快速病理检查明确诊断.术后患者恢复顺利,无呼吸功能不全表现,术后住院时间4d.结论 3D数字肺软件不但可以自动划分肺段,精确定位肺内结节位置,显示目标肺段动静脉、支气管与周围动静脉、支气管的关系,还能计算病变肺段的体积,估算手术对FEV1的影响,帮助术前准确的、量化的评估多发肺内结节患者对同期多肺段切除术的耐受性.
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3D打印技术在复杂胫骨平台骨折术前规划中的应用
目的：探讨Mimics软件三维重建结合快速成形技术在胫骨平台骨折治疗中的应用，并对其临床效果进行评估．方法：选取2013－11／2015－10包头医学院第一附属医院复杂胫骨平台骨折患者60例，随机分为3D打印术前规划的试验组（ n＝30）及常规手术的对照组（ n＝30）．分别对分型正确率、手术时间、手术效果等数据进行比较．结果：与对照组相比，试验组分型正确率高、手术时间短、手术效果优良率高，差异具有统计学意义（ P＜0．01）．结论：结合3D打印技术的术前规划有助于提高胫骨平台骨折分型准确率、手术效率及手术满意度，具有一定的借鉴性．
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多模态影像融合技术在肝内胆管癌诊断与治疗中的应用价值
目的 探讨多模态影像融合技术在肝内胆管癌(ICC)诊断与治疗中的应用价值.方法 采用回顾性描述性研究方法.收集2018年1-9月南方医科大学珠江医院收治的11例ICC患者的临床病理资料;男5例,女6例;年龄为(55±12)岁,年龄范围为30 ～ 74岁.收集患者上腹部增强CT检查和钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA)增强MRI检查数据,构建基于CT-MRI融合图像的肝脏3D模型.根据不同模态影像学检查技术制订术前规划.吲哚菁绿(ICG)分子荧光成像技术和增强现实手术导航系统分别运用于肝切除术中.观察指标:(1)术前评估.(2)术中情况.(3)不同模态影像学技术制订手术规划方案与实际手术方式的比较.(4)随访情况.采用门诊或电话方式进行术后随访,随访患者术后并发症发生情况.随访时间截至2018年11月.正态分布的计量资料以Mean±SD表示,偏态分布的计量资料以M(范围)表示.计数资料以绝对数或百分比表示,比较采用配对x2检验.结果 (1)术前评估:增强CT检查清晰显示门静脉、肝静脉系统三级及以上分支血管比例,肿瘤边界比例分别为11/11和4/11,MRI检查分别为5/11和11/11,两种检查上述指标比较,差异均有统计学意义(x2=4.16,5.14,P＜0.05).增强CT检查显示肝脏病灶11个,增强MRI检查显示病灶13个(含增强CT检查未显示的2个病灶,大直径≤10 mm).基于CT-MRI融合图像的肝脏3D模型:均能立体、直观、全面显示肝脏病灶位置、数目、浸润范围(肿瘤边界),肝内血管走行、变异情况以及与病灶的空间关系.(2)术中情况:11例患者中,术中肉眼探查发现11个病灶;通过ICG分子荧光影像技术检查出13个病灶,包含2个术前MRI检查肝胆特异期提示的低摄取病灶,病理学检查为肝内转移癌.11例患者中,结扎肝门相应血管出现肉眼可见明显缺血分界线6例;使用ICG分子荧光影像技术检查显示10例行解剖性肝切除术患者的肝段或半肝边界,其中正染法2例、反染法8例.11例患者中,行左半肝切除术3例(1例联合肝Ⅷ段转移灶局部切除术),左肝外叶切除术2例,右半肝切除术2例,扩大右半肝切除术、右肝后叶切除术、部分肝Ⅷ段切除术、肝中叶切除术各1例.11例患者中,7例联合区域淋巴结清扫,4例行单纯淋巴结活组织检查.11例患者中,1例术中诊断为肝脏断面胆汁漏,予以4-0 Prolene线缝扎处理;10例未发生术中胆汁漏.11例患者手术切缘均为阴性,手术时间为(240±118)min,术中出血量为(275±249) mL,住院时间为(13±8)d,围术期均未输血治疗.(3)不同模态影像学技术制订手术规划方案与实际手术方式的比较:CT、MRI检查和基于CT-MRI融合图像的肝脏3D模型手术规划方案与实际手术方式一致分别为6、9、11例.(4)随访情况:11例患者术后均获得随访,随访时间为2～ 10个月,中位随访时间为6个月.3例患者发生术后并发症,Clavien-Dindo Ⅰ、Ⅱ级并发症2例,其中胸腔积液1例,胸腔积液+腹腔积液1例,均经保守治疗后好转;Clavien-Dindo Ⅲ级并发症1例(术后腹腔出血),行经皮股动脉穿刺选择性动脉栓塞术治疗后好转.11例患者均未发生术后胆汁漏、肝衰竭和死亡.结论 多模态影像融合技术可优化术前手术规范方案,术中能实时辅助识别肝脏重要血管并为肝切除术实时导航,提高手术安全性.
