虚拟化技术在医学上的应用

来源:华文易迅 时间:2023-06-30 09:00:02

电脑图象处理技术的飞越，可以提供越来越清晰和详细的医学影像，但是不同的成像技术在成像能力上各有优势。VR(virtualreality,Virtualreality,Virtualreality,Virtualreality,Virtualreality,Virtuality,Virtualreality,VR)的出现，为将不同模式的图像数据融合到同一个图像中，提供了一个平台，将不同模式的图像数据进行融合，形成一个平台，虚拟现实(virtualreality,VR通过后处理，使各种成像技术取长补短，在虚拟三维空间中呈现给人一个可互动互动的全息立体仿真环境。从2006年10月到12月，我科应用Dextroscope手术计划系统，对10例神经外科手术患者进行了手术计划和模拟操作，体会如下。

1信息和方法。

1.1临床资料本组共10例术前手术规划与模拟，其中2例为蝶骨嵴内型脑膜瘤.巨大嗅沟脑膜瘤.前交通动脉瘤.岩斜脑膜瘤.松果体区肿瘤各1例。

1.2Dextroscope工作站(DextroscopeMK10，新加坡VolumeInteractions公司)，包括主服务器和虚拟运营平台，RadioDexter1.0软件版本。(1)术前完成病人各种类型的影像资料的收集，可以用DICOM3.TIFF和SGIClassic.Rawvolumechunk或slices.AnalyzeAVWVolume或7.5Image格式的CT.MRI.DSA资料，所有数据都将转换为原始的RadioDexter格式(mk)。需要无间隔的扫描.薄层.无重叠.不间断连续扫描。(2)装入数据到Radiodexter中，通过预处理排除图像干扰，调试各种图像的优劣细节，导入DextroscopeVR环境，通过图像的配准与融合，得到一个丰富的、易区分的三维立体图形。利用切割器，可将不同结构单独挑出来，全方位仔细观察，还可调整透明度，分别着色后再放回原位，使不同结构的分界更为直观。(3)通过配戴立体眼镜和双手在反射镜后面操作电磁示踪装置，术者有机会体验显微镜下真实的操作环境，模拟手术入路和操作，直接切除病灶，进行空间测量。可以录下并重复播放各种操作动作，以便事后评价和演示教学。

1.3实施手术时根据手术模拟确定的体表标志开颅，对照对比术前虚拟环境与真实手术入路解剖标志及空间关系。

2结果

在手术中观察到的皮层静脉与引流静脉完全吻合。假眼动脉段动脉瘤的朝向、瘤颈、前床突与视神经的关系与实际情况一致，使周围探查过程简单，使前床突磨除及夹闭动脉瘤(图1)。术前模拟可获得蝶骨嵴内侧型脑膜瘤对同侧颈内动脉及脑中动脉的包裹，手术开始初期，肿瘤能迅速内减压，缩小体积，使动脉主干顺利顺利游离，肿瘤全切(图2)。其它病例术前手术模拟也为手术窗调整、病变周围细节解析提供了常规图像所不能获得的信息，大大缩短了手术时间。

虚拟化技术已经出现很多年了，但是由于早期的硬件太过昂贵，最初只用于军事和太空飞行训练领域。这一技术使得低成本的操作可以无限重复使用，特别是在初级医疗人员不能接触到的地方提供了实践机会。在医学上，利用VR技术实现了对手术操作的真实仿真。其主要特点是摘要：(1)交互概述：根据操作人员的意图来实现和即时反馈，尽可能接近真正的临床过程。(2)虚拟摘要：通过计算机技术整合各种影像技术，同时以一种数字模式显示其优势，并根据需要，在任何角度和平面上分别或综合地提供全息化解剖学资料。(3)可复性摘要：由于不接触患者，虚拟手术操作可能会多次重复.修改和扩展[1~3]。

3讨论

该案例的实际应用表明，VR系统构造的相关结构三维可视化模型，让操作人员能通过立体眼镜看到三维立体图像，并在接近日常操作环境下观察并直接操作三维虚拟物体，不但能真实地模拟手、眼协调操作，同时体验了操作空间透视纵深感。运用仿真技术，术者能更有效地利用各种影像资料，加深影像理解，更直观地了解解剖关系，在术前制定最佳方案，充分估计难点，制定策略，反复推演[4]。

本文还发现了摘要：第一，图像导入后的加工过程需要熟悉，非凡是对三维数字模型中各种结构的分割处理，错误调试会丢失很多解剖细节。二是仍需充分掌握解剖学和生理学解剖学知识，例如嗅沟脑膜瘤，能模拟出肿瘤表面丰富的血管网，但不能分辨出脑前动脉是否存在于其中，临床医生要根据解剖常识来判断。此外，软件可以很好地提取高亮信号结构，对于暗部病变，如囊性变等暗部病变，难以建立一个满足的三维模型。因而，融合多种成像方式所形成的三维模型，在结构划分方面更为清晰。

结果表明，仿真图像与真实图像具有较高的一致性，充分显示了解剖细节及变异，操作界面友好。对初学者来说，帮助无创诊断.手术的模拟操作.教学与实践。对经验丰富的临床医师来说，能更好地解读病人的解剖信息，预知解剖变异，使手术目标更为清晰，操作更顺畅。