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交互式三维视图技术亮相美国
http://www.100md.com 2007年8月17日 《医药经济报》 2007.08.17
交互式三维视图技术亮相美国

     由几种成像技术组合而成的新成像软件组合数据,创造了脑的交互式三维图像,能让神经外科医生更清楚地了解肿瘤-纤维之间的关系。

    美国费城托马斯杰佛逊大学医院的研究人员开发的这一软件,能将来自多个成像技术的数据整合起来,创造出脑部的交互式三维图像。效果清晰的显像图片,将为神经外科医生提供更准确的患者脑部结构的空间关系,比任何单一的成像方法效果都好。此种软件,可以为脑肿瘤摘除和癫痫手术之类的外科手术提供明确的定位指导。

    新的成像软件整合了来自不同脑成像技术的数据,包括传统的核磁共振成像(MRI)、功能核磁共振成像(fMRI),以及弥散张量成像(DTI)技术。MRI提供解剖学内容,fMRI提供脑部活动区域的信息,而DTI则提供不同脑区域神经纤维连接网络的影像。这些不同影像的融合产生了一个外科医生可以操作的三维图像,他们可以通过不同取向的图像进行操作,并且快速聚焦于特殊的手术部位。

    当前,医生通常是观察由核磁共振成像技术生成的图像,并且认为图像显示的部位就是目标部位。杰佛逊综合癫痫中心神经外科医生Ashwini Sharan说:“在采用这种软件包之前,我将一张fMRI图像和一张脑部常规MRI图像叠加在一起,设想两张图片相匹配,以获得一张正确位点的三维图像,确定手术切口位点。”
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    托马斯杰佛逊大学医院的神经外科医生David Andrews表示,采用目前一些其他的软件包,技术人员也能获得三维结构的相关图片。然而,还没有一种软件包能像这一新软件那样,不但可以进行多重成像,而且还能提供肿瘤-纤维接触面如此清晰的三维图像。

    采用新软件,外科医生能观察到纤维进入到肿瘤内部的深度情况,如下图中虚线显示的那样;实线显示的是靠近外表的部位。不同的深度用不同的颜色线条表示,颜色范围从暗红色(代表最深部位)到暗蓝色(表示最浅部位)。

    此外,由放射学副教授兼MRI主任Song Lai领导的托马斯医学院的研究小组,构建了一个光导向的表面模型,能有效地根据纤维投射阴影,进一步改善医生对肿瘤和纤维通道之间空间关系的观察效果。

    对神经外科医生来说,拥有脑部交互式三维结构图像,在很多方面都显得极其重要。在摘除脑肿瘤的外科手术期间,医生必须很小心,不能干扰周围的组织,如脑功能很重要的纤维通道。采用三维成像技术,外科医生可以更清楚地知道肿瘤的位置,以及与肿瘤有关联的附近纤维的具体位置。
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    新的成像技术也为神经外科医生治疗脑部电生理系统紊乱提供了帮助,它能精确确定那些用于检测脑部电生理信号而植入的电极的位置,而电生理信号能帮助医生发现癫痫患者的损伤部位,以便在手术中准确去除病灶。采用新软件,可以精确自动绘制电极位置图像,利于医生展开治疗。

    麻省总医院的神经学副教授Bruce Fischl对这一新技术很感兴趣,但谈到成像的连通性时,他认为还有很多标准不明确,还有许多问题需要进一步完善。

    Lai的团队正在对新技术进行调整,计划明年推出产品,让新技术在手术室中发挥功能。Lai表示,新技术最初将用于癫痫和脑肿瘤手术,但“其对目标结构之间空间关系的巨大的显示威力,使其可以用于任何手术中”。

    Sharan认为,三维结构图像已经在神经外科医生的工作中发挥了重要作用,“还会发挥更大的作用,这款新软件正在推动这一进程。”

    上图:显示的是肿瘤患者的纤维通道。通过与下图中的纤维进行比较,神经外科医生能观察到上图中纤维浸入到肿瘤的更深部位。

    下图:肿瘤内部的纤维用不同的颜色表示。图像左侧的刻度表示深浅度情况,暗红色表示最深,暗蓝色表示最浅。

    上下两张图像都是采用新软件生成的,整合多个成像技术的新软件,能让神经外科医生更准确地了解肿瘤-纤维接触面之间的情况。

    (图片来源:Song Lai, Thomas Jefferson University Hospital), http://www.100md.com(紫萁)