虚拟现实系统在咽旁间隙肿瘤治疗中的应用

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目的:  咽旁间隙(Parapharyngeal Space,PPS)为咽外侧上颈深部潜在筋膜间隙,内含重要的血管神经穿行于颅内外,其解剖结构复杂。咽旁间隙肿瘤发病率低,由于其特殊的解剖结构不易早期发现,且肿瘤来源多样表现各异,因此咽旁间隙肿瘤在临床诊治中是一大难题。随着影像学的快速发展,越来越多的计算机技术手段应用于外科手术领域。虚拟现实技术即是一种通过交互式计算机模拟真实世界的人机界面技术。在医学领域,虚拟现实技术与现代外科手术学结合产生了虚拟手术系统,为外科的教学、手术制定术前计划及手术难度评估提供了全新的模式,正逐步显示了它巨大的潜力与实用前景。本文即利用虚拟现实技术系统模拟现实手术过程,探索虚拟现实技术在咽旁间隙肿瘤治疗中的应用价值。  材料与方法:  搜集中国医科大学耳鼻咽喉科2008年1月-2013年12月30例咽旁间隙肿瘤患者的临床资料,男12例,女18例。年龄23-72岁,平均年龄42.3岁。将所有30例患者的CT,CTA,MRI,MRA影像学资料输入Dextroscope系统进行图像融合处理和三维重建,生成所需的虚拟影像并在虚拟影像上观察、测量病变与周围组织的空间关系。设计手术径路并模拟手术过程进行肿瘤的切除。根据观察测量与手术模拟的结果,制定详尽的手术计划,包括手术术式与手术入路的选择,肿瘤周边重要的血管神经的处理及是否需要切断邻近骨质结构,充分估计手术难点,制定对策并反复推演。最后输出图片与视频资料指导手术,并与术中真实情况进行对照。  结果:  本组30例均实施了多模式影像的融合及三维立体虚拟现实影像的重建。影像清晰度高,立体感强,视觉感受真实,能更为快速、直观、全面多角度地观察病灶的形态结构及其局部解剖结构特征,并能极为方便地进行各种视觉上的虚拟交互操作,并对肿瘤的大小(最大横径与纵径),茎突与肿瘤的最短距离,肿瘤与颈动脉分叉的最短距离及与周围重要血管、神经之间的最短距离进行测量,预先判断肿瘤的滋养血管,完成虚拟手术操作并制定术前计划。  虚拟手术所见与实际术中术后所见对比,除外一例神经鞘瘤和副神经节瘤因血供丰富术中肿瘤出血,术后切除肿瘤体积变小外其余所见基本一致。术前10例肿瘤判断出其滋养血管,真实手术中经结扎滋养血管,肿瘤出血少。其余所见基本一致。经t检验p>0.05,虚拟现实与真实手术所见基本一致。术前经虚拟操作制定了详尽的术前计划,虚拟手术可能出现的问题在真实手术中得到了印证,术前计划中的应对措施均成功应用于真实手术中。随访3个月至5年,30例术后均存活,复发3例,其中神经鞘瘤1例,神经纤维瘤一例,多形性腺瘤1例。复发病例经二次手术现未见复发。  结论:  虚拟现实系统有助于制定详细个体化的手术计划、选择最佳手术径路、预先评价手术难度、提高手术质量,并且给低年资医生得到了可能需要很多年才能实现的实践机会,加快了年轻医生的成长。
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