肺小结节后处理及 3D 打印技术的临床应用研究

   2020-05-18
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开展背景:

肺癌是发病率和致死率最高的恶性肿瘤,早期诊断是提高 5 年生存率最有效手段。三维重建技术是基于计算机图形学的图像处理技术,在医学领域有非常广泛的应用,它能重建出各种器官的三维立体图形,不仅可以用于辅助医生进行临床观察和诊断,还可以用于远程手术和教学等领域,即提高了诊断的准确性,也为学习者提供了立体的、全方位的视觉感官模型,在实际应用中具有重要的意义。

3D 打印在医疗行业中的应用,一直被业内外人士看好,临床成功应用案例目前尚较少,常常会被媒体作为新闻报道,但多为骨科、齿科等高密度组织的重建,而如肺、心、肝等软组织器官,由于显示、分割或打印技术局限,相关的研究和报道较稀少。

本课时立足于当今肺部疾病的病发率不断提高,肺部检查与治疗的困难性,通过计算机软件技术对人体肺部 CT 图像进行重建,得到肺部的三维立体显示结果。

目的是可以让外科医生在术前充分了解创伤所在肺段的周围毗邻关系,清楚地发现受损的血管及支气管,明确手术范围,完整的复制肺部解剖结构,从而达到术中尽可能完整的切除肿瘤或创伤所在肺段,并保留正常的肺段,降低并发症和后遗症的发生率。不仅如此,这项技术还能用于确定肺癌和周边组织的关系、治疗气管支气管软化(TBM)等肺部疾病。

临床应用:

设想一个肺部 3D 模型,通过 CT 静脉增强扫描,用不同的时相分别行肺动脉期和肺静脉期薄层扫描,得到数据经计算机辅助设计(CAD)文件,并后处理,得到不同颜色标记的肺动脉和肺静脉,首先对获取的 DICOM3.0 格式的肺部 CT 图像采取预处理,其中包括图像增强、图像去噪和图像插值,再对预处理后的图像分割,最后进行三维重建。并通过图像整合成三维模型,用 3D 打印的方法把创伤所在的肺叶打印出来。

影像科医生通过 CT 图像建出精确且可打印的模型,并联合软件工程师,可解剖、会流血的逼真 3D 打印人体器官。

收集 50 例经临床病理证实的肺结节病例,术前经薄层 CT 扫描后得到 DICOM 图像,经过软件后处理,得到 3D 图像,所有病例与临床手术对照,以 p<0.05 作为相差显著标准。

实例说明:

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编辑: xujia    来源:全景医学影像