肝臟靜脈三維重建及肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)穿刺入路可視化研究.pdf

1、肝臟是人體內(nèi)體積最大、具有重要生理功能的臟器。肝臟管道系統(tǒng)的肝靜脈系、門靜脈系及肝后段下腔靜脈的解剖結(jié)構(gòu)交錯(cuò)重疊、相互關(guān)系復(fù)雜，是肝內(nèi)血管介入治療和肝臟手術(shù)切除的難點(diǎn)。經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)(Transiugular IntrahepaticPortosystemic Shunt，TIPS)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)專門治療門靜脈高壓癥的介入放射學(xué)新技術(shù)，它采用多項(xiàng)介入技術(shù)，在門靜脈和腔靜脈之間通過介入器械搭建一個(gè)有效的靜脈分流通道，使

2、部分門靜脈血流直接匯入下腔靜脈而回流入心，治療由于肝硬化等疾病所引起的門靜脈高壓。該技術(shù)操作的關(guān)鍵是準(zhǔn)確掌握肝臟靜脈管道間解剖結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系，設(shè)計(jì)適合導(dǎo)管介入治療的路徑，選擇正確的穿刺點(diǎn)和適宜的分流通道，建立穩(wěn)定而持久的肝內(nèi)靜脈分流途徑，避免在手術(shù)操作中損傷毗鄰的重要結(jié)構(gòu)。 本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用數(shù)字化可視人體數(shù)據(jù)集，選擇自頸內(nèi)靜脈平面至肝臟下緣平面的連續(xù)薄層橫斷面圖像序列，經(jīng)精確配準(zhǔn)后進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖像重采樣處理獲取TiPS術(shù)路徑的橫斷面、冠

3、狀斷面和矢狀斷面三個(gè)方位的連續(xù)薄層斷面圖像數(shù)據(jù)集，并對各方位斷面圖像進(jìn)行斷層解剖學(xué)結(jié)構(gòu)觀察和數(shù)據(jù)測量；運(yùn)用圖像分割軟件，采取對連續(xù)斷面解剖結(jié)構(gòu)追蹤顯示的方法,分別對數(shù)據(jù)集中的頸內(nèi)靜脈、頭臂靜脈、上腔靜脈、心臟、下腔靜脈、肝靜脈和門靜脈結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)分割和邊界提取，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行TiPS術(shù)路徑及其改良術(shù)式-直接性門腔靜脈分流術(shù)(Direct Intrahepatic Portacaval Shunt，DiPS)路徑的三維重建，構(gòu)建肝內(nèi)門體

4、分流三維模型，并觀測和比較TIPS術(shù)與DIPS術(shù)路徑的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系、穿刺路線和內(nèi)支架位置；利用可視化軟件，采用交互手動分割和自動閾值分割相結(jié)合的數(shù)據(jù)提取法進(jìn)行圖像分割，在圖形工作站上完成經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)路徑的三角形網(wǎng)格表面重構(gòu)，構(gòu)建肝內(nèi)門體靜脈分流的三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)在可視化平臺基礎(chǔ)上進(jìn)行立體觀察和三維測量；應(yīng)用虛擬內(nèi)窺鏡(VirtualEndoscopy,VE)技術(shù)，在肝內(nèi)門體分流三維重建模型和可視化平臺的基礎(chǔ)上，進(jìn)行經(jīng)頸

5、靜脈至肝內(nèi)門靜脈管道內(nèi)介入導(dǎo)管的虛擬內(nèi)窺鏡的漫游和觀察，模擬介入穿刺針進(jìn)行經(jīng)肝靜脈至肝內(nèi)門靜脈的門體靜脈分流和經(jīng)肝后段下腔靜脈至肝內(nèi)門靜脈的門體靜脈分流的虛擬穿刺。主要研究結(jié)果如下： 1．應(yīng)用數(shù)字化可視人體數(shù)據(jù)集，選擇自頸內(nèi)靜脈平面至肝臟下緣平面連續(xù)薄層橫斷面圖像序列，經(jīng)精確配準(zhǔn)后完成計(jì)算機(jī)圖像重采樣，獲取經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)路徑的橫斷面、冠狀斷面和矢狀斷面三個(gè)方位的連續(xù)薄層斷面的圖像數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)了對同一例標(biāo)本進(jìn)行多方位的

6、斷面圖像信息獲取。 2．在圖像數(shù)據(jù)集上完成了對斷層圖像橫斷面、冠狀斷面和矢狀斷面多方位斷層解剖結(jié)構(gòu)的觀察及比較，斷面圖像結(jié)構(gòu)完整、圖像清晰，闡明了各方位肝內(nèi)靜脈管道的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)，并獲取斷面圖像二維測量資料，為肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)提供斷面解剖學(xué)形態(tài)依據(jù)。 3．運(yùn)用圖像分割軟件，采取對連續(xù)斷面解剖結(jié)構(gòu)追蹤顯示模式，對經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)路徑的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)據(jù)分割和邊界提取，在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建了肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)路徑的三維重

7、建模型，觀測并比較了TPS術(shù)和DIPS術(shù)穿刺入路重建結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系，獲取了穿刺路線和虛擬內(nèi)支架三維數(shù)據(jù)，為肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)的穿刺入路提供了立體形態(tài)學(xué)依據(jù)。 4．利用可視化軟件，采用手動交互分割和自動閾值分割相結(jié)合的圖像數(shù)據(jù)提取方式在圖形工作站上完成經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)路徑的表面重構(gòu)，構(gòu)建了肝內(nèi)門體靜脈分流的三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)了在可視化平臺基礎(chǔ)上的立體觀察和三維測量，為肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)進(jìn)一步深入研究提供了可視化平臺和三

8、維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。 5．應(yīng)用虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)，在肝內(nèi)門體靜脈分流術(shù)路徑的三維可視化平臺上，完成了肝臟靜脈管道內(nèi)介入導(dǎo)管的虛擬內(nèi)窺鏡漫游和觀察，以內(nèi)窺鏡的視角清晰、生動地顯示并描述了TIPS術(shù)路徑和DIPS術(shù)路徑管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。 6．在圖形工作站上，模擬了介入手術(shù)穿刺針進(jìn)行經(jīng)肝靜脈至肝內(nèi)門靜脈的門體靜脈分流和經(jīng)肝后段下腔靜脈至肝內(nèi)門靜脈的門腔靜脈分流的虛擬穿刺，演示了靜脈穿刺入路的路徑和過程，為建立肝臟血管內(nèi)介入手術(shù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)