腹腔動脈、門靜脈CT數(shù)據(jù)三維重建與相關解剖學研究.pdf

1、研究背景與目的:
　　 原發(fā)性肝癌是我國常見惡性腫瘤,肝動脈供應其90％～99％的血供,門靜脈供應其周圍癌細胞的血供。在肝癌切除術(shù)中應準確結(jié)扎腫瘤正常和異常血供,在肝動脈栓塞化療時應對肝癌的供血動脈實施超選擇插管。肝動脈與門靜脈共同包裹于Glisson系統(tǒng)中,而門靜脈管徑較粗,分支相對較穩(wěn)定,在肝段切除手術(shù)中受到重視。因此,充分認識肝動脈和門靜脈起源、走行的解剖變異有著極其重要的意義。
　　 胰腺癌是一種常見的消化系統(tǒng)惡

2、性腫瘤,手術(shù)切除是目前唯一可以治愈的手段,但是胰腺癌診斷明確時多有不同程度地累及胰腺供血動脈。因此,在胰腺癌手術(shù)前需要詳盡了解胰腺周圍血管特別是胰腺供血動脈的解剖變異及受累情況。
　　 上腹部臟器的主要血供來源于腹腔動脈,肝動脈和大部分胰腺直接供血動脈均為其分支。隨著外科手術(shù)技術(shù)的不斷提高和介入治療技術(shù)在上腹部相關臟器中展開,術(shù)前掌握腹腔動脈系統(tǒng)的正常解剖及變異,成為上腹部臟器外科手術(shù)與介入治療成功的重要保證。
　　 既

3、往研究血管解剖及變異的方法有尸體解剖、術(shù)中活體解剖、數(shù)字減影血管造影(Digital subtraction angiography,DSA)和多排螺旋CT血管造影(Multi-row spiral computed tomography angiography,MSCTA)等。尸體經(jīng)過各種處理難免會失真且現(xiàn)因尸體來源緊張而受到限制；術(shù)中活體解剖因受手術(shù)時間、范圍及操作等影響而限制了其開展；DSA與操作者經(jīng)驗、導管直徑及造影劑量等導致的

4、并發(fā)癥相關聯(lián)；MSC工具有各向同性、采集時間短、空間和時間分辨率高等優(yōu)點,其血管造影作為一種無創(chuàng)的血管顯影技術(shù),成為文獻報道常用的研究方法。
　　 三維(Three-dimension,3D)重建技術(shù)是近年來計算機圖像處理的一個重要研究方向,廣泛應用于人體骨骼、血管、胃腸道等器官、結(jié)構(gòu)的研究中。用于重建的原材料包括數(shù)字人數(shù)據(jù)集、磁共振(Magnetic resonance,MR)圖像和MSCTA圖像等。其中,數(shù)字人數(shù)據(jù)集精確度高

5、,但重建時需處理的數(shù)據(jù)量巨大、耗時較長,且不能體現(xiàn)患者的個體化信息；MR在腹部受呼吸、心跳、腸蠕動等影響了顯影質(zhì)量。MSCT增強掃描圖像能清晰顯示強化的腹腔血管及其分支的正常解剖及變異,有利于目標區(qū)域的分割及提取,且三維重建不同患者的CT數(shù)據(jù)能反應出個體化解剖信息。
　　 文獻中血管三維成像均使用CT自帶三維重建軟件,重建模型不能輸出,限制了其在虛擬手術(shù)研究中的應用。因此,本課題基于64排MSCT增強掃描數(shù)據(jù),利用計算機輔助三維

6、重建軟件對腹腔動脈系統(tǒng)、門靜脈系統(tǒng)行三維重建,觀察、測量模型中血管的相關解剖學數(shù)據(jù),以期為外科手術(shù)規(guī)劃及虛擬手術(shù)研究提供3D模型,為介入插管治療提供棚關活體解剖學數(shù)據(jù),為解剖學教學提供數(shù)字化圖譜。本課題來源于廣東省自然科學基金團隊項目(腹部實質(zhì)臟器腫瘤64排CT掃描數(shù)據(jù)3D及可視化手術(shù)研究)。
　　 材料與方法:
　　 1.臨床資料
　　 收集2007年1月～2007年10月在南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院行上腹部64排M

7、SCT增強掃描檢查并排除可能改變血管解剖結(jié)構(gòu)的病理狀態(tài)的檢查者,分別納入120例、170例、42例和64例,用于腹腔動脈、肝動脈、胰腺直接供血動脈和門靜脈三維量建研究。
　　 2.CT檢查方法
　　 所有檢查者均使用PHILIPS Brilliance 64排MSCT掃描機(荷蘭),掃描參數(shù)為管電壓120kV、管電流300mA、層厚5mm、間隔5mm、螺距0.984、旋轉(zhuǎn)時間0.5s。患者取仰臥位,掃描范圍由膈頂至雙腎下

8、極。常規(guī)平掃后,使用MEDRAD雙筒高壓注射器(美國),經(jīng)肘正中靜脈注射非離子型對比劑碘必樂(370mgI/ml),注射速率為5ml/s,劑量為1.5ml/kg。注射后動脈期掃描延遲時間為20～25s、靜脈期掃描延遲時間為50～55s。掃描完成后將圖像數(shù)據(jù)傳至Mxview工作站,利用移動硬盤儲存全部數(shù)據(jù),格式為DICOM(Digital imagingand communications in medicine)3.0。
　　

9、3.三維重建與相關解剖
　　 利用Mimics(Materialise′s interactive medical image control system)軟件分別重建腹腔動脈、胰腺直接供血動脈和門靜脈3D模型,利用自行設計醫(yī)學圖像處理軟件(MIPS)重建肝動脈3D模型,觀察、測量模型中相關解剖學數(shù)據(jù)。運用SPSS(Statistical package for social sciences)13.0統(tǒng)計軟件計算腹腔動脈長度

10、的均數(shù)及標準差,(x)±s形式表示；用配對卡方檢驗統(tǒng)計軸位CT圖像和3D模型對胰腺直接供血動脈的顯示率有無差異,以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
　　 結(jié)論:
　　 上腹部64排MSCT增強掃描數(shù)據(jù)清晰顯示腹腔血管正常解剖及變異,管道邊界清晰,容易實現(xiàn)分割提取。Mimics和MIPS軟件三維重建腹腔動脈、門靜脈系統(tǒng),可真實反應血管的形態(tài)結(jié)構(gòu),并可測量相關解剖學數(shù)據(jù),為肝臟和胰腺手術(shù)提出了相關注意事項,為虛擬手術(shù)研究提