【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人工智能、医学影像处理及应用，具体是一种新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法。
技术介绍
1、传统的肾癌部分切除术，往往采取肾动脉主干阻断的方式，这样阻断的效果比较确切，然而也会因为缺血再灌注而对肾脏功能带来损伤。近年来，随着微创技术的发展及“零缺血”理念的实行，腹腔镜下肾部分切除手术中更多采用选择性肾动脉阻断策略。其原理是减少肾实质暴露于缺血损伤的体积，以优化术后功能结果。与阻断肾动脉主干相比，选择性阻断能更好地保存肾功能，并且安全性结果相当。
2、选择性阻断肿瘤肾段动脉分支需要术前明确肾肿瘤的供血动脉及其分布、走行，以便医生做好选择性阻断规划。以往，当使用标准二维图像(磁共振血管成像(mra)、ct血管成像(cta)等)进行选择性阻断规划时，可以通过术中注射吲哚菁绿(icg)来确定阻断规划的准确性(diana p,buffi nm,lughezzani g,et al.the role of intraoperativeindocyanine green in robot-assisted partial nephrectomy:results from a large,multi-institutional series.eur urol2020；78:743–9)。然而，即使在icg的指导下，选择性阻断仍然是肾部分切除术中的一个关键步骤，因为如果血管管理策略不当，可能会有出血的风险。
3、近年来，高精度三维虚拟模型的引入在一定程度上解决了上述问题。通过增加术前对血管解剖
4、综上所述，针对肾部分切除术中精准选择性阻断血管问题，目前的术前阻断规划方法在管理血管脉络时仍然存在一定的经验性，需要根据手术中出现的出血情况来调整阻断策略。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，旨在解决上述
技术介绍
中所提到的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：所述新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，包括以下步骤：
3、(1)图像采集：从术前腹部增强ct检查图像数据库中获取对象ct扫描图像数据；
4、(2)高精度三维模型渲染：将ct扫描数据以dicom格式导入到专用软件m3dics中进行分割和三维肾脏模型重建；
5、(3)估计肾脏血管灌注区域：使用步骤(2)中的三维虚拟模型结合相应的数学工具，计算肾脏的血管灌注区域，生成不同灌注区域三维虚拟肾脏模型；
6、(4)规划手术方案：观察步骤(3)中的三维虚拟肾脏模型，预先定义肾蒂管理，并记录进行选择性阻断时需要夹闭的动脉分支的数量和层级/顺序；
7、(5)术前模拟：进行基于灌注区域三维虚拟模型的选择性阻断模拟、缺血性区域和保留血管化区域的模拟。
8、进一步的，对步骤(2)中ct图像进行三维重建，包括重建肾脏的血管系统、集合系统、肾脏形状和肿瘤特征；具体如下：
9、a.使用动态区域生长法重建肾蒂、肿瘤供血动脉以及肾外动脉和肾内动脉的走行，直至段动脉；
10、b.使用选择性阈值分割方法对肾实质进行分割，分离不同的体素，并根据灰度对其进行分组。
11、进一步的，将voronoi图软件应用于步骤(3)中的三维肾脏模型来计算血管灌注区域，具体步骤如下：
12、a.从ct扫描的动脉期动脉模型可视化中，提取中心线，并将其表示为一系列位于连续二维平面上的种子点，以使三维肾脏模型适应算法；
13、b.根据邻近标准，将每个肾实质体素与一个中心线点相关联，即利用数学欧几里得距离，从动脉中心线的一个种子点到定义每个灌注区域；算法将每个单独的体素分配给供应该体素概率最高的特定动脉分支，从而定义了特定的灌注区域；
14、设bi∈b，(i∈r)为肾动脉分支，定义voronoi单元ci函数：
15、ci＝{x∈xv|d(x,bi)≤d(x,bj)}i≠j；
16、其中，图像体素x位于提取的肾脏区域xv内部；d(x,bj)为点x到血管分支bj的最小欧几里得距离，d(x,bi)为点x到血管分支bi的最小欧几里得距离；
17、c.利用所有二维平面及其相对中心线点的数据连续合并，生成由不同血管化区域组成的新一代三维肾脏虚拟模型，每个区域都以相应的颜色呈现，最终以stl格式输出。
18、进一步的，所述(4)中，在进行手术模拟前，观察步骤(3)所得到的三维虚拟肾脏模型的灌注区域预先定义肾蒂管理，考虑肿瘤在肾脏中的位置与其表面接触的血管灌注区域的关系，并计划阻断这些区域的供血血管，以实现局限于肿瘤周围组织的无血切除范围。
19、通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术方法利用m3dics三维重建软件对ct扫描的原始图像数据进行处理，并得到相应数字化的肾脏三维模型；使用该肾脏三维模型结合数学算法，将肾脏实质体积分割成其血管灌注区域，生成具有不同灌注区域的新三维虚拟肾脏模型；并基于该建模结果记录可能进行选择性阻断时需要夹闭的动脉分支，以及进行选择性阻断模拟，为对象制定精确的、受益最大化的治疗方案；本方法可以精确显示肾脏血管灌溉区域，提供高度准确的选择性肾动脉最佳阻断位置，从而提高了术中阻断肾脏肿瘤相关肾动脉分支的成功率，最大限度地减少缺血引起的肾脏损伤。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，其特征是，对步骤(2)中CT图像进行三维重建，包括重建肾脏的血管系统、集合系统、肾脏形状和肿瘤特征，具体如下：
3.根据权利要求2所述的新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，其特征是，将Voronoi图软件应用于步骤(3)中的三维肾脏模型来计算血管灌注区域，具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，其特征是，所述(4)中，在进行手术模拟前，观察步骤(3)所得到的三维虚拟肾脏模型的灌注区域预先定义肾蒂管理，考虑肿瘤在肾脏中的位置与其表面接触的血管灌注区域的关系，并计划阻断这些区域的供血血管，以实现局限于肿瘤周围组织的无血切除范围。
【技术特征摘要】
1.一种新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，其特征是，对步骤(2)中ct图像进行三维重建，包括重建肾脏的血管系统、集合系统、肾脏形状和肿瘤特征，具体如下：
3.根据权利要求2所述的新型三维虚拟模型辅助肾部分切除动脉阻断策略优化方法，其特征是，将vorono...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈俊文，王荣江，汤建儿，陈煜，陆炎杰，张炜昕，章国道，
申请(专利权)人：湖州市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。