腹腔動(dòng)脈、門(mén)靜脈CT數(shù)據(jù)三維重建與相關(guān)解剖學(xué)研究.pdf

1、研究背景與目的:
　　 原發(fā)性肝癌是我國(guó)常見(jiàn)惡性腫瘤,肝動(dòng)脈供應(yīng)其90％～99％的血供,門(mén)靜脈供應(yīng)其周圍癌細(xì)胞的血供。在肝癌切除術(shù)中應(yīng)準(zhǔn)確結(jié)扎腫瘤正常和異常血供,在肝動(dòng)脈栓塞化療時(shí)應(yīng)對(duì)肝癌的供血?jiǎng)用}實(shí)施超選擇插管。肝動(dòng)脈與門(mén)靜脈共同包裹于Glisson系統(tǒng)中,而門(mén)靜脈管徑較粗,分支相對(duì)較穩(wěn)定,在肝段切除手術(shù)中受到重視。因此,充分認(rèn)識(shí)肝動(dòng)脈和門(mén)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(jiàn)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(shí)多有不同程度地累及胰腺供血?jiǎng)用}。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?jiǎng)用}的解剖變異及受累情況。
　　 上腹部臟器的主要血供來(lái)源于腹腔動(dòng)脈,肝動(dòng)脈和大部分胰腺直接供血?jiǎng)用}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(guān)臟器中展開(kāi),術(shù)前掌握腹腔動(dòng)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(guò)各種處理難免會(huì)失真且現(xiàn)因尸體來(lái)源緊張而受到限制；術(shù)中活體解剖因受手術(shù)時(shí)間、范圍及操作等影響而限制了其開(kāi)展；DSA與操作者經(jīng)驗(yàn)、導(dǎo)管直徑及造影劑量等導(dǎo)致的

4、并發(fā)癥相關(guān)聯(lián)；MSC工具有各向同性、采集時(shí)間短、空間和時(shí)間分辨率高等優(yōu)點(diǎn),其血管造影作為一種無(wú)創(chuàng)的血管顯影技術(shù),成為文獻(xiàn)報(bào)道常用的研究方法。
　　 三維(Three-dimension,3D)重建技術(shù)是近年來(lái)計(jì)算機(jī)圖像處理的一個(gè)重要研究方向,廣泛應(yīng)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(shí)需處理的數(shù)據(jù)量巨大、耗時(shí)較長(zhǎng),且不能體現(xiàn)患者的個(gè)體化信息；MR在腹部受呼吸、心跳、腸蠕動(dòng)等影響了顯影質(zhì)量。MSCT增強(qiáng)掃描圖像能清晰顯示強(qiáng)化的腹腔血管及其分支的正常解剖及變異,有利于目標(biāo)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(yīng)出個(gè)體化解剖信息。
　　 文獻(xiàn)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(yīng)用。因此,本課題基于64排MSCT增強(qiáng)掃描數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)輔助三維

6、重建軟件對(duì)腹腔動(dòng)脈系統(tǒng)、門(mén)靜脈系統(tǒng)行三維重建,觀察、測(cè)量模型中血管的相關(guān)解剖學(xué)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(guān)活體解剖學(xué)數(shù)據(jù),為解剖學(xué)教學(xué)提供數(shù)字化圖譜。本課題來(lái)源于廣東省自然科學(xué)基金團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(腹部實(shí)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(xué)珠江醫(yī)院行上腹部64排M

7、SCT增強(qiáng)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(dòng)脈、肝動(dòng)脈、胰腺直接供血?jiǎng)用}和門(mén)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(jī)(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(shí)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(guó)),經(jīng)肘正中靜脈注射非離子型對(duì)比劑碘必樂(lè)(370mgI/ml),注射速率為5ml/s,劑量為1.5ml/kg。注射后動(dòng)脈期掃描延遲時(shí)間為20～25s、靜脈期掃描延遲時(shí)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(dòng)硬盤(pán)儲(chǔ)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(guān)解剖
　　 利用Mimics(Materialise′s interactive medical image control system)軟件分別重建腹腔動(dòng)脈、胰腺直接供血?jiǎng)用}和門(mén)靜脈3D模型,利用自行設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)圖像處理軟件(MIPS)重建肝動(dòng)脈3D模型,觀察、測(cè)量模型中相關(guān)解剖學(xué)數(shù)據(jù)。運(yùn)用SPSS(Statistical package for social sciences)13.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算腹腔動(dòng)脈長(zhǎng)度

10、的均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差,(x)±s形式表示；用配對(duì)卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)軸位CT圖像和3D模型對(duì)胰腺直接供血?jiǎng)用}的顯示率有無(wú)差異,以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)論:
　　 上腹部64排MSCT增強(qiáng)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(shí)現(xiàn)分割提取。Mimics和MIPS軟件三維重建腹腔動(dòng)脈、門(mén)靜脈系統(tǒng),可真實(shí)反應(yīng)血管的形態(tài)結(jié)構(gòu),并可測(cè)量相關(guān)解剖學(xué)數(shù)據(jù),為肝臟和胰腺手術(shù)提出了相關(guān)注意事項(xiàng),為虛擬手術(shù)研究提