三维重建技术在精准肝切除中的临床应用

·述评·三维重建技术指导肝门部胆管癌手术的应用体会林骋 曹利平解剖技术、精准肝切除技术、胆肠吻合技术的发展及超声吸引手术刀（cavitron ultrasonic surgicalaspirator ，CUSA ）的运用已经有了较大突破，只要残肝体积足够，无双侧肝动脉及门静脉侵犯，在技术上可以做到根治性切除。

此外，Blumgart 于1998年根据肿瘤部位及范围、门静脉是否受累、有无肝叶萎缩等情况提出了T 分期法［5］。

之后 Jarnagin 等［6］又将该分期系统作了修改，最终将HCC 分为3期，研究显示T 分期与根治性切除率和生存率有明显正相关。

T 分期系统有较好的术前评价作用，可用于判断HCC 可切除性及手术方式选择，结合目前的三维重建技术可以做出更好的评估，但是目前没有相关文献的报道，可能是因为分期方法过于繁琐，在实际应用时有一定困难。

传统分型、分期方法在更好地结合新技术方面也许存在一定的短板，但是传统方法所面临的问题也正是三维技术所面临的挑战。

三维技术自身具有得天独厚的空间优势，能为术者带来全新的视角，但是如何更好与传统方法相结合，不断提高自身的实用性、专业性才是决定该技术能否更好发展的关键因素。

三维技术确实给外科医师带来一定程度的便利，虽具有巨大潜力，但是目前并不足以掀起行业变革，未来发展的道路任重道远。

二、三维技术在实际运用中的心得Burke 等［5］提出肝切除术中胆管能从并行的门静脉及肝动脉中剥离出来的最高部位存在一个极限，在这个极限点上游的胆管不能单独分离和切断。

为了最大化地追求胆管癌的切缘，可以扩展到极限点，然后与相应的肝段一起切除。

这个极限点被称为U 点和P 点（U 点：指门静脉左支水平部与矢状部的转角处；P 点：在门静脉右前支、右后支分叉部），肿瘤侵袭范围超过双侧的极限点就不能被完整切除。

但是随着三维成像技术的进步，我们也在不断挑战该极限点。

在传统的二维图像中，P 、DOI ：10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2018.04.002作者单位：310016 杭州，浙江大学医学院附属邵逸夫医院外科肝门部胆管癌（hilar cholangiocarcinoma ，HCC ）也称Klatskin 瘤，是指原发于胆囊管开口以上的肝总管、左右肝管汇合部和左右肝管（一侧或双侧）黏膜上皮的恶性肿瘤，占全部胆管癌的60%~70%［1］。

对肝切除术后肝功能衰竭的认识胡志强;陈彪;胡泽明;陈斌【摘要】近年来,我国原发性肝癌的发病率呈持续上升的趋势,严重影响我国人民的生命健康.目前,治疗原发性肝癌最为有效的方法是手术治疗,随着外科技术的发展进步,虽然原发性肝癌肝切除术后并发症的发生率日益减小,但是肝切除术后肝功能衰竭仍然是患者术后短期死亡的主要原因.本文就术后肝功能衰竭的认识做一综述.【期刊名称】《赣南医学院学报》【年(卷),期】2018(038)007【总页数】6页(P698-703)【关键词】肝功能衰竭;肝肿瘤;肝切除术【作者】胡志强;陈彪;胡泽明;陈斌【作者单位】赣南医学院,江西赣州341000;赣南医学院,江西赣州341000;赣南医学院,江西赣州341000;赣南医学院第一附属医院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】R657.3近年来，我国恶性肿瘤的发病率趋势呈持续上升的状态，尤其是原发性肝癌，目前在我国常见恶性肿瘤和肿瘤致死病因中分别占第4位和第3位[1]，严重影响着我国公民的健康及威胁生命安全。

随着科技的发展与外科技术的进步，目前治疗原发性肝癌最为有效的方法是手术治疗[2-3]，可以改善病情，使患者得以长期生存。

尽管肝切除术已是成熟的外科技术，但由于诸多因素的影响，不可能完全避免肝切除术后肝功能衰竭(Posthepatectomy liver failure ，PHLF)的发生，PHLF仍然是肝切除术后患者死亡的主要原因[4]。

本文将重点对PHLF的定义进行总结，归纳肝癌肝切除术术前评估肝脏储备功能的方法，并分析发生PHLF的风险因素。

1 肝切除术后肝功能衰竭的定义目前，PHLF在国际上暂时并没有完全认可的定义，也无完全统一的金标准。

2005年，Balzan等[5]尝试提出了PHLF的定义：术后第5天及以上凝血酶原时间(PT)<50%，或国际标准化比值(INR)>1.7，血清胆红素(SB)>50 μmol·L-1。

肝三维重建标准
肝脏的三维重建标准是指使用医学影像技术将肝脏的二维影像数据转化为三维模型的具体规范和方法。

其目的是为了更好地了解肝脏形态结构、解剖关系以及病变部位等信息，为医学诊断、手术规划和疾病研究提供可靠的辅助工具。

以下是肝脏三维重建的一般标准：
1. 选择合适的医学影像数据：一般使用CT（计算机断层扫描）或MRI（核磁共振成像）等影像技术获取肝脏的二维影像数据。

2. 影像后处理：通过计算机软件对二维影像数据进行后处理，包括分割、插值和滤波等步骤，以提高图像质量和准确度。

3. 三维模型重建：根据处理后的二维影像数据，使用三维重建算法对肝脏进行重建。

常用的方法包括体素法（Voxel-based）、表面法（Surface-based）和混合法（Hybrid）等。

4. 重建结果验证：对所得的三维模型进行验证，包括与实际解剖结构对比、与其他影像模态比较，以及与现有标准解剖图谱比较等。

5. 结果分析和展示：对重建的三维模型进行分析和展示，包括肝脏分段、肝脏解剖学结构和病变区域等信息的标注和测量。

需要注意的是，肝脏三维重建是一项复杂的技术，需要专业的
医学影像学知识和计算机图形学技术支持。

在实际应用中，还需要根据具体的临床需求和实际情况进行个性化调整和优化。

三维可视化技术辅助复杂性肝切除术的应用价值方兆山;雷其理;刘星星;向飞;赵昆;黄海【期刊名称】《中国医学物理学杂志》【年(卷),期】2016(033)008【摘要】目的:探讨三维可视化技术辅助复杂性肝切除术的应用价值.方法:收集2015年8月到2016年3月的21例肝肿瘤患者资料,行上腹部CT扫描,获取1mm DICOM格式的CT数据,采用三维可视化分析系统进行三维重建和三维可视化分析,并制定手术策略、指导手术操作.观察指标包括手术时间、术中出血量、实际切除肝体积、术后住院时间和术后并发症.结果:21例患者均构建了三维可视化图像模型,并进行虚拟肝切除术,虚拟切除肝体积为(1 030±279)mL.采用三维可视化技术指导复杂性肝切除术,21例患者的手术均取得成功,手术时间(350±78) min,术中出血量(497±381)mL,术后住院时间(12.5±2.9)d,术后并发症率14.3％,围手术期无患者死亡,实际切除肝体积(1 028±258) mL.实际切除肝体积与虚拟切除肝体积在统计学上具有相关性(r=0.945,P＜0.001),两者均值无统计学差异(t=0.022,P=0.983).结论:三维可视化分析有助于熟悉肝脏解剖,虚拟肝切除术有助于精确定量分析和制定准确的手术方案.采用三维可视化技术间接指导手术操作,可提高复杂性肝切除术的精准性和安全性.【总页数】6页(P793-798)【作者】方兆山;雷其理;刘星星;向飞;赵昆;黄海【作者单位】南宁市第一人民医院肝胆外科,广西南宁530022;南宁市第一人民医院影像科,广西南宁530022;南方医科大学珠江医院,广东广州510282;南方医科大学珠江医院,广东广州510282;南宁市第一人民医院肝胆外科,广西南宁530022;南宁市第一人民医院肝胆外科,广西南宁530022【正文语种】中文【中图分类】R657.3【相关文献】1.三维可视化技术辅助解剖性肝切除术的应用体会 [J], 李留峥;王峻峰;徐雷升;俸家伟;王志萍;高学昌;龚国茶;于杰2.三维可视化技术在对右肝巨大肝癌患者进行右半肝切除术中的应用价值 [J], 韩全胜;潘耀振3.三维可视化技术与二维影像技术在肝癌患者肝切除术中的疗效比较研究 [J], 宋铎; 孙铎; 姜德帅4.三维可视化技术在原发性肝癌肝切除术中的应用 [J], 陈壮浩;郭锋满;梁健;李建明;陈海生;李伟;宋巍巍5.肝脏三维可视化重建技术在儿童复杂肝母细胞瘤肝切除术中的应用价值 [J], 赵頔;段伟宏;刘全达;叶进冬;李华丽;金奎;刘翔;李潇然;段留新;刘军桂;吕伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

3D图像重建算法在医学诊断中的应用及准确度评估医学诊断是指通过医学影像等技术手段对患者进行病情判断和疾病诊断的过程。

在医学诊断中，精准地还原和分析病变部位是非常重要的。

传统的医学影像只能提供二维的图像信息，无法提供完整的空间结构信息。

而随着科技的进步，3D图像重建算法在医学诊断中开始得到广泛应用，并取得了显著的效果。

本文将探讨3D图像重建算法在医学诊断中的应用，并对其准确度进行评估。

首先，我们来了解一下3D图像重建算法。

3D图像重建算法使用多个二维切片图像，通过数据处理和计算机算法将其转换为三维的图像。

这些算法可以从不同角度捕捉到物体的各个方面，提供更加全面准确的空间结构信息。

目前常用的3D图像重建算法包括基于体素的算法、基于表面的算法和基于深度学习的算法等。

在医学诊断中，3D图像重建算法具有广泛的应用。

首先，它可以用于肿瘤的检测和定位。

通过对患者的CT或MRI等数据进行处理和分析，医生可以获取到肿瘤的三维图像，并准确判断其位置和大小。

这为手术治疗提供了重要的依据，提高了手术的准确性和安全性。

其次，3D图像重建算法也可以用于器官的重建和功能评估。

例如，对于心脏病的诊断，医生可以通过对患者的心脏CT数据进行重建，得到更加全面准确的心脏图像，从而精确评估心脏的结构和功能，制定更好的治疗方案。

此外，3D图像重建算法还可以应用于骨骼重建、脑部疾病的诊断以及血管病变的检测等领域。

然而，尽管3D图像重建算法在医学诊断中具有广泛应用，但其准确度仍然是一个不容忽视的问题。

准确度评估是衡量该算法在医学诊断中实际效果的重要依据。

评估3D图像重建算法的准确度可以从多个方面进行，例如重建时间、准确度和自动化程度等。

对于重建时间，一个好的3D图像重建算法应该具备较快的重建速度，以提高诊断的效率。

随着计算机处理能力的不断提高，一些基于GPU计算的算法已经实现了快速高效的重建。

而对于准确度来说，一个理想的3D图像重建算法应该能够尽可能准确地还原出三维图像，以确保医生能够得到准确的诊断结果。

三维重建技术在医学上的应用随着科技的不断进步，三维重建技术已经成为医学领域中不可或缺的一部分。

它可以通过数字化的方法将二维图像转化为三维图像，极大地方便了医生们的诊断和治疗工作。

本文将介绍三维重建技术在医学上的应用，包括它的定义、特点和优势，以及在多个领域中的应用实例。

一、三维重建技术的定义和特点三维重建技术是一种将二维图像处理为三维图像的数字化技术。

它通过计算机算法对一系列二维图像进行透视投影变换、图像配准、体素数据重构等复杂的运算，最终得到一个立体的体绘制图像。

三维重建技术的特点在于它可以使人们以更直观、更形象的方式将医学图像的信息展现出来，从而更好地辅助医生进行诊断、治疗和手术。

二、三维重建技术在医学上的优势相比传统的二维图像，三维图像可以提供更丰富、更直观的信息，有助于医生更准确地了解人体内部的状况。

此外，三维重建技术还有以下优势：1. 精度高：三维重建技术采用数字化处理的方式，可以在极高的准确性下还原出真实的三维空间形态。

2. 可操作性强：通过三维重建技术，医生可以对三维模型进行放大、旋转、平移等操作，从而更加细致地观察病变部位的形态，为后续的治疗提供准确的参考。

3. 安全性高：三维重建技术可以帮助医生在手术之前进行模拟练习，降低手术风险，提高手术成功率。

三、三维重建技术在医学中的应用实例1. 三维重建技术在心血管领域的应用在心血管领域，三维重建技术可以对心脏、血管等内脏器官进行三维重建。

通过三维重建技术，医生可以更加清晰地观察心脏、血管等器官的形态，从而判断疾病的类型、位置和程度。

此外，三维重建技术还可以为心血管手术提供辅助，提高手术成功率。

2. 三维重建技术在肿瘤诊断领域的应用在肿瘤诊断方面，三维重建技术可以将多个二维图像合成为三维模型，清晰地展示肿瘤的类型、大小、位置和与周围组织的关系。

通过三维重建技术，医生可以更准确地确定肿瘤的位置和范围，为后续的治疗提供更精确的方案。

3. 三维重建技术在骨科手术中的应用在骨科手术中，三维重建技术可以帮助医生更准确地测量骨骼的长度、角度和体积，预测手术后的形态，并为手术提供准确的参考。

肝和肝血管三维重建的临床应用目的对肝脏和肝血管进行三维重建可视化并进行肝分段，探讨其意义及临床应用。

方法利用Mimics软件对24例晚期弥漫性肝癌患者CT扫描数据进行图像分割并进行三维重建，根据每个患者肝血管的分支和Couinaud分段法对肝脏进行个体化分段，计算肝和各肝段的平均体积。

结果重建后获得形态逼真的肝脏和肝血管的三维模型，测得患者全肝平均体积达（2683.26±671.53）cm3。

对肝脏进行了分段，通过三维模型能准确计算出各肝段的平均体积。

结论三维重建、肝脏分段和体积测量为患者的诊断、后续治疗和手术风险评估提供了参考，来源于活人体的三维图形也可以用于科研和教学。

标签：肝；肝血管；三维重建；肝切除术近年来，随着信息技术的发展，计算机软件技术被应用于医学研究的各个领域，对医学领域产生了重大的影响，并随之诞生了一系列医学相关的计算机软件[1-2]，基于连续CT扫描数据集的三维重建也有了很大的发展。

曾经有学者对正常肝脏的三维重建进行研究[3-5]，但对于肝癌患者的个体化三维重建的研究却很少。

本研究利用Mimics软件，对24例晚期弥漫性肝癌（diffuse hepatocellular carcinoma，DHCC）患者64排螺旋CT扫描数据进行图像分割与三维重建，并对肝的三维模型进行了Couinaud分段，计算出各肝段的体积，显示三维模型有重要的临床参考价值。

1 材料与方法1.1 一般材料收集2009年3月～2011年8月由青岛大学医学院附属医院收治后被确诊为未伴有病毒性肝炎的弥漫型肝癌的24例晚期DHCC患者胸腹部64排螺旋CT 扫描数据集，男性16例，女性8例，年龄45～67岁。

图像数据分为肝动脉期、门静脉期和平衡期。

主要扫描条件为：管电压120 kV，管电流45.5 mAs，层厚1 mm。

图像参数：长512像素，宽512像素，像素大小0.699 mm。

1.2 研究平台硬件平台：个人计算机（PC），处理器Intel（R）Core i3，安装内存2G，显卡ATI Mobility Radeon HD 4500 Series。

112·中国CT和MRI杂志　2022年12月 第20卷 第12期 总第158期【第一作者】任向杰，女，主治医师，主要研究方向：影像。

E-mail：***********************【通讯作者】任向杰Application Value of Three-Dimensional Copyright ©博看网. All Rights Reserved.CHINESE JOURNAL OF CT AND MRI, DEC. 2022, Vol.20, No.12 Total No.158瘤扩散至肝脏内左肝管；Ⅳ型：肿瘤累及肝脏左右肝管及两级分支。

1.3 方法1.3.1 CT检查 均在检查前禁饮食与水4~6h，扫描前30min饮800~1000mL清水，充盈胃十二指肠，先采用CT平扫上腹部，从膈顶到第三腰椎，观察胆道及肝脏状况，设置层距及层厚均为5mm。

随后进行动态增强扫描，应用上海通用电气提供的非离子造影剂碘海醇(欧乃派克，国药准字H20000599)作为在增强试剂，并采用高压注射器将其注射在肘正中静脉处，80~100mL注入量，300mg/mL注射浓度，3mL/s流速，在注入后30s行动脉期扫描，注入后70s行静脉期扫描，注入后3~6min行延迟期扫描，参数设置：280mAs电流，120kv电压，6mm层厚，0.5s/r球管转速，1.375螺距，在完成扫描后应用通信数据及医学数字成像(DICOM)存储信息。

1.3.2 CT三维重建 收集各期通信数据及数字成像数据。

并将DICOM数据导入美国EDDA公司提供的IQQA-Liver系统进行肿瘤、肝脏、肝脏脉管系统的三维重建，由2名经验丰富的胆胰外科主任医师双盲审阅重建后得到的三维图像。

1.3.3 计算肝体积 常规CT则应用手工描绘的几何方法计算肝体积，而CT 三维重建则可应用虚拟手术分割方法，自动测算肝体积，并在术后称重肝脏切除部分，应用质量法计算体积(1g=1mL)。

虚拟和增强现实技术在肝脏外科中的应用摘要：肝切除术复杂度高，危险性大，随着数字医学技术的迅速发展，基于薄层CT或MR数据的个性化肝脏、肿瘤及内管道三维重建，使肝脏外科医生能直观、清晰、多维度地显示肝脏病灶位置及其与内脉管的空间毗邻关系，并进行精确的术前规划。

然而，术前3D图像和实际手术过程仍存在着空间和时间上的分离，导致术者手眼不协调，无法达到术中三维图像实时导航。

近年来，虚拟和增强现实技术的发展为减少3D模型和实际操作空间之间的不确定性提供了新的方法，在肝脏外科术前规划、术中引导、外科教育、医患沟通等多个方面都逐渐展示了明显优势和广阔前景。

关键词：虚拟现实技术；增强现实技术；三维重建；肝脏外科手术导航；1引言原发性肝癌是危及我国人民健康的重大疾病，目前以肝癌切除术为代表的外科治疗仍是原发性肝癌的首选治疗方法。

以往，术者需要通过想象将患者术前的二维CT或MR等断层影像信息转化为三维立体图像，而医学图像处理技术的进步使得二维影像资料可以直接准确地重建成肝脏三维立体模型；同时术中显示技术的应用，可以实现三维重建模型术中指导。

但是，将术前3D医学图像无缝衔接到实际手术过程当中是十分困难的，现阶段依然存在着空间和时间上的分离，这就导致了同步性不足，从而引起术者的手眼不协调。

近年来，虚拟和增强现实技术的应用为减少三维重建模型和实际操作空间之间的不确定性提供了新的方法，在肝脏外科术前规划、术中引导、外科教育、医患沟通等多个方面都有明显优势和广阔前景。

本文将探讨虚拟和增强现实技术在肝脏外科应用的可行性、临床影响及发展趋势。

2VR/AR技术在肝脏外科中的应用2.1肝脏手术规划及术中引导2.1.1术前规划通过三维可视化软件，可对高质量肝脏肿瘤CT或MR图像数据进行三维重建。

在三维可视化软件中，可充分了解肝脏脉管走行和变异情况，以及其与肝脏肿瘤的空间关系。

通过三维可视化技术获取的3D图像模型，可根据需要进行肝脏、肿瘤与脉管的自由组合和适当透明化，进行放大、缩小、旋转，可多角度、全方位观察并分析肝脏脉管分型，了解其与肝脏肿瘤的空间关系，进行测量肝肿瘤与相关脉管的距离。

磁共振虚拟肝血管三维重建在肝切除术中的应用孙俊旗;孟志华;陈振松;黄从云;潘高升【期刊名称】《中国医学影像技术》【年(卷),期】2010(026)005【摘要】目的探讨应用MR图像建立肝血管三维模型和虚拟肝切除在肝切除手术方案中的价值.方法采用23例肝肿瘤患者肝脏静脉期MR图像重建肝血管三维模型,以任意角度显示肝脏、肿瘤及肝静脉、门静脉系统.在保证余肝充分门静脉供血及静脉回流的前提下行虚拟肝切除,计算拟切除肝体积及余肝体积,据此制定肝肿瘤切除手术方案并实施手术.结果 23例肝三维模型均可详细显示肝肿瘤及其血管解剖关系,虚拟肝切除评估肿瘤均可被切除.15例患者接受常规肝切除术,8例因肝右下静脉、肝中静脉变异或剥离肝中静脉而改变手术方案.23例肝肿瘤被完整切除,1例发生胆瘘,无肝功能衰竭病例.结论肝肿瘤与血管MRI三维重建模型及虚拟肝切除术可用于指导肝肿瘤切除方案,减少术后并发症的发生.【总页数】4页(P910-913)【作者】孙俊旗;孟志华;陈振松;黄从云;潘高升【作者单位】汕头大学医学院,广东,汕头,515041;汕头大学医学院附属粤北人民医院影像科,广东,韶关,512026;汕头大学医学院附属粤北人民医院影像科,广东,韶关,512026;汕头大学医学院附属粤北人民医院肝胆外科,广东,韶关,512026;汕头大学医学院附属粤北人民医院影像科,广东,韶关,512026【正文语种】中文【中图分类】R814.42;R657.3【相关文献】1.肝内血管三维重建及风险分析对肝切除手术规划的意义 [J], 张友磊;王义;郝强;Heinz-Otto Peitgen;Andrea Shenk;陆建平;吴孟超2.基于三维重建技术的肝体积和结构评估在肝切除术中的应用 [J], 张传泽3.三维重建仿真肝切除系统指导肿瘤右半肝切除手术中的临床应用 [J], 蒋雷; 陈燕凌; 蔡欣然; 洪海杰; 潘韡; 李戈; 林圣哲; 曹振军4.数字化三维重建技术联合术中B超导航在儿童解剖性肝切除手术中的应用研究[J], 刘金桥;陈文娟;尹强;彭宇明;张杰;彭颖慧;袁文芳5.全肝与半肝入流阻断技术在肝切除术中的临床应用评价 [J], 黄小准;王春玲;黄璋侃;徐林;马腾;殷鑫;毕新宇;车旭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。