鼻竇——顱底三維可視化模型的研究.pdf

1、鼻內鏡的應用使鼻竇顱底手術進入了精準、微創(chuàng)時代，因鼻腔空間狹小，周圍有眼球、腦組織及重要血管神經穿行，所以手術操作難度和風險大。為提高手術質量，降低風險；手術導航技術應運而生?，F(xiàn)有手術導航的顯示系統(tǒng)為三視圖式，術者需依靠臨床經驗和長期訓練才能將二維影像信息在自己頭腦中形成立體影像指導手術，主觀因素影響較大，因此建立一套符合人視覺觀察習慣的，客觀、直觀的三維圖像顯示系統(tǒng)很有必要。手術導航的顯示系統(tǒng)包括：醫(yī)學圖像三維重建、圖像的配準和注冊等

2、。目前國內外應用于手術導航的常用醫(yī)學圖像三維重建數(shù)據(jù)主要來源于CT和MRI。CT能夠良好地顯示骨組織結構，在鼻竇顱底外科手術導航中最為常用。在鼻竇顱底手術中我們更關心重要血管的走行及其與占位病變的毗鄰關系。本課題以建立適合影像導航系統(tǒng)的三維立體圖像為目標，通過最常用的鼻竇CT平掃和增強掃描數(shù)據(jù)，分割并重建鼻竇諸結構及頸內動脈三維可視化模型，并評估該模型的可靠性及實用性。
　　第一部分基于CT數(shù)據(jù)的鼻竇-顱底結構三維重建的研究

3、>　　目的：
　　通過獲取的鼻竇CT掃描數(shù)據(jù)，分析鼻腔鼻竇顱底及頸內動脈、眶壁結構的人工交互式分割、程序分割和三維重建的方法；并探討該重建方法的可行性及該模型對于影像導航顯示系統(tǒng)和臨床教學的實用價值。
　　方法：
　　(1)研究對象：解放軍總醫(yī)院2010年9月-2012年2月期間11例鼻竇顱底占位性病變及異物的患者(男7例，女4例，年齡14-57歲)的鼻竇CT平掃和增強掃描數(shù)據(jù)。
　　(2)CT原始掃描數(shù)據(jù)的采集

4、及三維重建：獲取64排鼻竇軸位CT平掃和增強掃描數(shù)據(jù)，重建層厚<0.75mm，在影像工作站以DICOM格式刻盤存儲。應用FitMe DICOM viewer軟件進行圖像分割及三維重建。
　　(3)探討三維圖像在臨床應用和教學上的應用意義：對不同人員對設定的結構在三維和二維圖像進行判讀時間的比較。
　　結果：
　　(1)分割后的圖像邊界清晰、完整，數(shù)據(jù)無丟失，重建后的鼻腔、鼻竇、眶壁及病變組織模型形態(tài)逼真，可以真實反映各

5、組織結構的實際情況，為術者提供符合空間想象的圖像，模型可以任意角度旋轉觀察組織間的毗鄰關系，并可進行三維體積和距離測量。
　　(2)三維重建模型直觀形象地展現(xiàn)了顱底和頸內動脈的形態(tài)結構，與鼻腔鼻竇三維模型進行圖像配準后，可觀察鼻腔內特定解剖標志及病變組織與頸內動脈的關系，為手術中避免損傷動脈而至大出血提供參考。
　　(3)三維圖像在臨床應用和教學上的應用意義：低年資組和高年資組醫(yī)生在通過三維重建模型識別巖內段及海綿竇段頸內動

6、脈判定耗時4.1±0.707秒和3.5±0.527秒，明顯低于通過二維CT圖像的判定耗時96.4±20.4秒和24.6±5.835秒(p<0.01)。
　　結論：
　　本實驗應用我院具有自主知識產權的醫(yī)學圖像處理系統(tǒng)建立了基于鼻竇薄層CT掃描數(shù)據(jù)的鼻竇-顱底圖像分割和三維可視化模型重建的方法。該方法便捷、可靠，三維模型顯示立體、客觀，符合人體視覺習慣，為以虛擬內鏡的方式進行術前規(guī)劃，指導臨床手術和臨床教學，建立手術導航立體、

7、直觀的三維顯示系統(tǒng)奠定了基礎。
　　第二部分CT虛擬內鏡在鼻內鏡手術術前規(guī)劃中的應用
　　目的：
　　探討CT虛擬內鏡(CT virtual endoscope，CTVE)在術前規(guī)劃中的臨床指導意義。
　　方法：
　　(1)研究對象：解放軍總醫(yī)院2010年9月-2012年2月期間10例鼻竇顱底占位病變的患者，男7例，女3例，年齡14-57歲。
　　(2)在利用CT掃描數(shù)據(jù)重建的鼻竇.顱底模型上觀察、測

8、量及手術模擬：觀察重建模型并與內鏡下圖像相比較。測量腫瘤模型最大直徑并與二維圖像中測量的腫瘤最大直徑進行比較。
　　結果：
　　(1)鼻腔內相關結構的顯示及虛擬內鏡下模擬手術入路：能夠清楚顯示患者的各鼻甲、鼻中隔等結構。改變模型透明度，可以與觀察遮蔽組織結構的關系，提示術中避免損傷的重要結構?？捎^察頸內動脈及其毗鄰的關系，預估腫瘤切除后對周圍結構的影響。
　　(2)三維圖像中測得腫瘤模型最大直徑為(43.40±15.8

9、3)mm，同組二維圖像中測得腫瘤最大直徑為(41.28±13.95)mm，兩者相關系數(shù)r=0.994，P<0.001，認為兩配對變量有明顯的相關關系，t=-2.696，P=0.025，故認為兩種方法測得的腫瘤最大直徑之間的差異有統(tǒng)計學意義。
　　結論：
　　CT虛擬內鏡能夠清楚、準確、立體顯示經鼻入路手術中各解剖結構及標志點的空間關系，有利于術前治療方案及手術入路的選擇，指導醫(yī)生術前對病變有更直觀、全面的估計，對于頸內動脈和