計算機三維仿真顱骨實體模型在小兒巨顱畸形手術(shù)中應(yīng)用的研究.pdf

1、【研究背景】
　　計算機圖像技術(shù)正飛速發(fā)展,并被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學領(lǐng)域。在計算機輔助手術(shù)方面主要包括計算機虛擬模型及計算機三維仿真實體模型兩方面技術(shù)。計算機虛擬模型技術(shù)與實體模型技術(shù)在手術(shù)規(guī)劃、應(yīng)用中可相互補充。虛擬模型(可視化)技術(shù)已成為日常影像診斷的必備工具,圖像直觀準確地提供診斷信息,也成為手術(shù)的重要依據(jù)和指導。而近年來,三維仿真實體模型應(yīng)用于顱頜面外科,脊柱外科、心血管外科與介入手術(shù)等復雜領(lǐng)域的多種復雜手術(shù)中,并在獲得更加

2、詳細的解剖學信息、提高醫(yī)生執(zhí)行手術(shù)的自信心與熟練度、縮短手術(shù)時間等方面顯示出其不可忽視的優(yōu)勢,尤其值得關(guān)注的是三維仿真實體模型技術(shù)在一些特定顱面畸形手術(shù)上有著不可替代的作用。復習國內(nèi)外文獻,關(guān)于三維仿真實體模型技術(shù)在小兒巨顱畸形相關(guān)手術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢未見報道。由于小兒巨顱畸形手術(shù)存在顱底重建(基底環(huán)的選擇及確立)、顱蓋骨重建(容腔重塑)及腦重塑保護的特殊性,通過制備導航模板并應(yīng)用于術(shù)中導航,并通過精確定點順序保護將大大提高手術(shù)的成功率及安

3、全性。
　　因此通過本實驗,將明確實體模型技術(shù)在小兒巨顱畸形手術(shù)中存在提高手術(shù)精確度、提高手術(shù)安全性及提高操作者的熟練度等方面的優(yōu)勢,明確其在巨顱畸形手術(shù)中的有效性、實用性及安全性等方面具有十分重要意義。個體化三維仿真顱骨模型作為計算機虛擬模型的重要補充有其重要價值。
　　【目的】
　　在計算機模擬手術(shù)的基礎(chǔ)上,制備實體模型進行演練,通過實驗演練,測定演練結(jié)果模型的各項相關(guān)實驗參數(shù),分析各個實驗參數(shù)結(jié)果,旨在明確計算機

4、仿真實體模型技術(shù)在小兒巨顱畸形手術(shù)應(yīng)用中提高手術(shù)滿意度及縮短手術(shù)時間,提高手術(shù)安全性方面的優(yōu)勢,在此基礎(chǔ)上制作術(shù)中導航模板能提高手術(shù)精確度。明確仿真實體模型技術(shù)在小兒巨顱畸形手術(shù)應(yīng)用中有效性、實用性及安全性,證明個體化三維仿真顱骨模型在小兒巨顱畸形手術(shù)中的重要價值。
　　【方法】
　　1.臨床采集7組巨顱畸形影像數(shù)據(jù),并運用快速成型(RP)技術(shù)分別制備7個計算機三維仿真顱骨實體模型作為母模,然后每組再分別復制5個1:1比例實

5、體模型。分組進行實體模型進行手術(shù)演練。
　　2.每組演練前分別完成計算機虛擬手術(shù)規(guī)劃,并假設(shè)其結(jié)果模型參數(shù)為標準模型參數(shù),記錄完成后的虛擬模型的各項技術(shù)參數(shù),并作為參考標準。制定完成實體模型的手術(shù)標準。
　　3.首先比較每組已完成的,符合手術(shù)標準的第一個與第五個實體模型的完成時間,再分別比較兩者與虛擬模型的符合率,以說明手術(shù)的熟練度與滿意度。
　　4.以最佳結(jié)果模型為模板,用母模制備術(shù)中導航模板
　　5.統(tǒng)計相關(guān)

6、參數(shù),并得出結(jié)果。
　　【結(jié)果】
　　1、7組中有2組存在第1個實體模型演練的結(jié)果模型達不到實際手術(shù)要求,需重新規(guī)劃計算機虛擬手術(shù)及虛擬模型。
　　2、計算各組模型矢狀骨橋跨度與標準模型跨度的平均誤差率分別為3.8％,3.3%,2.2%,3.0%,2.6%,2.8%,2.1%?？傮w上,7組所有第1個符合手術(shù)標準的結(jié)果模型的平均跨度誤差為5.0%,7組所有第5個結(jié)果模型的平均跨度誤差率為1.2%,差別有顯著性,說明演練最

7、后一個模型較第一個模型的誤差率降低,滿意度提高了。
　　3、從時間上得出的結(jié)果,每組第1個符合手術(shù)標準的結(jié)果模型的演練時間分別為4.3小時,3.3小時,3.6小時,2.7小時,3.4小時,3.0小時,3.8小時。每組第5個結(jié)果模型的演練時間分別為2.7小時,2.4小時,2.5小時,1.9小時,3.0小時,2.5小時,2.5小時?？s短的時間比率分別為37%,27%,31%,30%,12%,17%,34%,差別有顯著性。手術(shù)熟練度的提

8、高,能縮短12%~37%的手術(shù)時間。
　　【結(jié)論】
　　1、小兒巨顱畸形手術(shù)存在復雜性和特殊性,有些手術(shù)所需要的解剖學信息只有在仿真實體模型上才能獲得,因此僅根據(jù)計算機虛擬模型制定的手術(shù)規(guī)劃可能不完善,不能據(jù)此順利完成手術(shù),需要修改,而重新進行計算機虛擬手術(shù)規(guī)劃。因此仿真實體模型更接近實際情況,更具有實用性。
　　2、通過實體模型反復演練,改善手術(shù)方式,完善手術(shù)計劃,可以減少手術(shù)誤差,提高手術(shù)結(jié)果的滿意度。