Dextroscope虚拟现实技术在老年颅内动脉瘤诊断中的应用

哈文波 杨德林(哈尔滨医科大学附属第五医院神经外科，黑龙江 大庆 50030)

颅内动脉瘤破裂是自发性蛛网膜下腔出血的首位原因，好发于中老年人，其致残率和死亡率仅次于缺血性脑血管病，早期诊断和适当的治疗尤为重要。目前常用的治疗方法有开颅动脉瘤夹闭术和介入动脉瘤栓塞术，而术前进行准确、直观和个体化的手术计划和模拟，直接影响患者的预后。虚拟现实技术(VR)是一项近年兴起的综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等多项技术，参与者通过适当装置，可自然地对其产生的三维虚拟界面进行身临其境般的体验和相互交流。Dextroscope系统是常见的VR工作系统，已经用于神经外科颅底手术和神经解剖研究〔1～5〕。本文旨在探讨其在颅内动脉瘤诊断与治疗方面的应用。

1 资料与方法

1.1 对象 选择2009年1月至2012年12月本院收治42例老年自发蛛网膜下腔出血患者，其中男29例，女13例，年龄60～76〔平均(65±7)〕岁。根据Hunt_Hess分级:I级15例，Ⅱ级18例，Ⅲ级9例，Ⅳ级1例。有高血压病史21例。入院后均行64排CT血管成像(CTA)检查，层厚0.625 mm，检查出37枚动脉瘤，其中颈内动脉9枚，后交通动脉瘤11枚，前交通动脉瘤13枚，大脑中动脉动脉瘤4枚。检查阴性8例。

1.2 方法 DICOM数据刻录成盘，采用新加坡Vl公司Dextroscope硬件系统，RadioDexter 1.2软件系统，将每例病人原始容积扫描数据分别导入系统，经过必要的数据准备处理后加载到VR环境中，进行脑血管和颅骨的虚拟三维重建，显示颅内血管及颅骨图像。利用系统工具进行缩放、测量、分离、融合等操作，清晰显示动脉瘤及其与载瘤动脉和周围结构的关系。利用血管内窥镜工具观察动脉瘤与载瘤动脉内有无钙化和分隔，观察瘤颈各剖面的形状。在虚拟现实状态下清晰和直观地观察动脉瘤的部位、大小、形态、动脉瘤及瘤颈与载瘤动脉和前后床突等骨性标志的关系;对动脉瘤大小、形状、瘤囊方向、与重要解剖标志的位置关系等影像数据进行准确的测量。对每例患者都进行术前评估并成功地制订个体化的手术计划，并依照手术计划进行开颅、显露等模拟手术操作。

1.3 结果 42例均成功地进行了三维立体的虚拟影像重建，重建后图像能够清楚地显示动脉瘤的部位、大小、轮廓，瘤颈与载瘤动脉的关系以及毗邻骨性结构的关系。三维立体的虚拟影像更加清晰、逼真，并可进行随意旋转、拖动、分离、融合等操作，能准确地反映血管与颅骨的解剖关系，并可清晰地显示瘤颈位置，为外科手术提供有用信息。利用VR还可模拟简单手术操作。根据虚拟现实系统分析后，27例患者开颅行动脉瘤夹闭手术，17例患者行介入动脉瘤栓塞手术。手术计划组按照术前制定的方案进行手术，手术所见与模拟手术所见一致。计划组术中动脉瘤破裂比例较小，出血量、手术时间均好于未进行手术计划的患者。介入治疗组的患者未出现严重并发症，无死亡病例。

2 讨论

颅内动脉瘤发病率为2.2%，其破裂率1%，是造成自发性蛛网膜下腔出血的首位原因。颅内动脉瘤诊断方法较多，无创的CTA，MRA，有创伤DSA，其中DSA检查是金标准，但是时间较长，技术要求较高，CTA检查是快速、简单、易行，目前已经作为颅内动脉瘤筛选检查〔6～9〕。

有作者〔10〕利用VR进行颅内动脉瘤的夹闭模拟训练，增加手术的安全性。也有研究〔11〕使用VR设计合理的手术入路，减少手术中损伤。实践证明通过VR计划系统的观测而制定的手术计划切实可行，实际手术中所见的解剖关系与术前虚拟现实状态的观察高度一致，模拟手术能够为实际手术提供指导和帮助。

通过两组患者对照，发现VR计划系统的应用，可减少颅内动脉瘤患者夹闭手术出血量，缩短手术时间，降低手术风险，与先前研究结论相似〔4〕。VR计划系统能够提高颅内动脉瘤的诊断精确性，系统能给外科医生提供前所未有的直观、准确且清晰的动脉瘤及毗邻血管和骨性结构的图像，对颅内血管形态和空间结构关系的显示非常清晰，易于鉴别动脉瘤与正常血管返折，可以通过多角度的观察排除一些大血管遮挡等因素造成的假阴性，提高了动脉瘤诊断的准确率，尤其是在微小动脉瘤的诊断方面，避免了由于影像重叠等原因所造成的漏诊，例如一些前交通动脉发生扭曲的病例，DSA判断往往很有难度，而利用VR计划系统却可以清楚地将局部细微结构显示出来。对一些复杂和大型动脉瘤，易于判断瘤内有无穿支动脉、钙化及分隔情况等。另外，该系统可准确计算动脉瘤的瘤颈、瘤体大小，有助于选择合适的动脉瘤夹或微弹簧圈进行栓塞治疗。

综上所述，VR计划系统的出现，使颅内动脉瘤的个体化手术方案的制定和实施更加具体。其有助于神经外科医生判断和理解颅内动脉瘤复杂病理解剖，合理选择治疗方案。

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