05/16
2018
新聞資訊

論機器人智能導航CT系統應用必要性|腫瘤微創介入領域應用(上)

2018 05/16     新聞資訊

腫瘤高發態勢

據統計,每年因為腫瘤全球死亡人數超過七百萬,我國每年因為腫瘤死亡約為135.9/10萬,腫瘤是嚴重威脅人類生命的重要疾病之一。腫瘤治療的傳統方法包括手術治療、放療和化療。隨著醫學的發展和影像技術的不斷革新,影像引導下經皮穿刺微創介入治療已經成為新的一大診療手段。影像引導微創介入診療學是一門融合了影像診斷和臨床治療的交叉學科,指的是在影像學技術(包括超聲、X線、CT、MRI等)引導和監視下,利用各種穿刺針、導管及其它介入器材經皮穿刺進行微創診斷或者治療,其最大的優勢在于能夠在影像學的引導下直接穿刺病灶進行精確操作,相對于傳統外科手術操作,影像引導下手術操作創傷更小、療效肯定、費用低廉、并發癥少。

精準診療, 未來已來

影像引導下微創診療技術主要針對的是腫瘤性病變進行診斷和治療,具體范疇包括全身各個部位的穿刺活檢、化學消融、射頻消融、微波消融、冷凍消融及納米刀消融等。在影像的引導下,將各種穿刺器械如穿刺針、消融針及探極針等精確植入病灶內并進行腫瘤滅活。操作者可以通過術前的影像學資料提前制定手術計劃,通過術中的影像數據實時監測消融范圍,然后再通過術后的影像學復查資料來評估療效。在醫學界提倡精準、微創醫療的大背景下,影像引導微創治療越來越廣泛地應用于腫瘤診斷和治療中,占據著舉足輕重的地位。


CT、MRI、超聲 誰更適合穿刺引導?


超聲

能夠實時監測穿刺過程,在淺表器官和實質臟器如甲狀腺、乳腺、前列腺、肝臟等應用中有一定的優勢,但是超聲的空間和密度分辨率較低,且極易受到充氣腸管、骨骼等影響,故全身引導診療中應用涵蓋的范圍有限。


MRI

具有較高的軟組織分辨率,無輻射損傷,而且能夠多方位成像,對一些特殊部位病灶,如膈頂部病變、肝臟介入栓塞治療后病灶等有優勢,但MRI成像速度較慢,磁兼容性的醫療器械昂貴,目前無法普及應用。


CT

具有較高的空間和密度分辨率,能夠快速、清晰地顯示全身各個部位的解剖結構,特別是對于超聲和MRI都無法很好顯示的胸部病變優勢顯著,此外,CT對于腹膜后病變及骨骼病變的治療同樣具有巨大的優勢。隨著掃描及重建技術的快速發展,CT能夠更加全面地顯示神經、血管等細微組織結構,使操作醫生術前能夠更加全面地了解病灶與毗鄰結構的關系,更好地制定手術計劃,在術中監測和術后療效評估中,也能更加精確和方便。


傳統的CT引導穿刺技術,多數采用先在體表定位標記,醫生按照術前掃描圖像數據,根據個人經驗在穿刺過程中主觀把控進針的角度及深度,由于缺乏直觀的可視化引導及實時動態導航,穿刺過程中往往需要多次進行CT掃描,根據圖像不斷調整穿刺方向及確認穿刺深度。這既會增加患者接受的輻射劑量,還會大大延長手術時間,導致穿刺并發癥增多,增加了患者的創傷和痛苦。此外,在腫瘤的消融治療過程中,為了達到精準醫療,對消融探針的組合排列提出了更高的要求。如納米刀技術嚴格要求消融電極針平行排列組合,氬氦刀探針或者射頻探針則需要多針組合適形消融完全覆蓋腫瘤,這不但要求操作者在術前根據病灶的空間位置和大小形狀進行布陣規劃,預估消融范圍,更需要操作者在術中嚴格按照術前的計劃進行精確布針。這些操作則高度依賴于術者的臨床和操作經驗,依靠術中腦海中的空間想象和組合能力進行布針,其精確度和實際效果受制于術者的穿刺能力,并且極其容易受到各種人為的及周圍環境因素的干擾。鑒于此,消融探針組合布針空間位置很難與術前規劃完全一致,導致實際消融區域與規劃區域存在一定的誤差,從而造成消融不徹底或者毗鄰結構的損傷,既影響療效,也容易增加并發癥。



機器人導航CT系統順勢而生

為了避免人為因素的影響,解決精準穿刺的難點,近年來,隨著影像成像技術、重建技術及各種微創介入手術技術的迅速發展,機器人智能導航系統的開發和應用日漸受到關注。


機器人智能導航CT系統是建立在CT影像和空間定位技術上的無框架立體定向系統。機器人智能導航CT系統在術前首先按照標準方案進行掃描,然后將掃描圖像傳輸至系統進行重建、分隔、融合等處理,統一存儲至虛擬坐標空間,術者可以在系統中進行詳細的手術規劃;在術中導航系統實時獲取各個手術時段的圖像,將包括病灶的靶點以及穿刺器械的空間位置等數據存儲至實際坐標系中。術者可以通過虛擬和實際兩個坐標系數據的匹配情況來實時了解病灶的多維組織結構信息,從而達到精準操作。


機器人智能導航CT系統的臨床應用,使手術過程可視化、精確化,能夠明顯提高穿刺精度,降低患者所受的輻射劑量,減少手術時間,極大地推動了腫瘤微創介入診斷與治療技術的發展。可以預見,在未來腫瘤診療工作中,機器人智能導航CT系統將大大促進腫瘤治療微創化、個體化的發展,造福于廣大醫生和患者。

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