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我院虚拟肝脏技术填补国内空白
发布时间:2009-08-05 12:00    文章来源:    转载来源:    供稿部门:   作者:系统    摄影:
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我院虚拟肝脏技术填补国内空白

  我院肝脏外科刘景丰教授领导的科研小组经过3年紧张的研究,成功研发出具有自主知识产权的"数字化虚拟肝治疗计划系统Liv1.0"。软件Liv1.0已实现下列 8 个功能:① 肝实质、肝内管道及肿瘤自动分割;② 三维可视化肝脏重建,可以任意角度观察;③ 肝段自动划分;④ 全肝、肝段、预切除肝脏及残肝体积测量;⑤ 肝占位精确定位;⑥ 虚拟肝手术(规则性肝切除术和不规则性肝切除术),显示各种预切除方案的肝断面及残肝体积、需切除或保留的肝内管道,避免不必要损伤,从而选择既能完整切除肿瘤又能保留足够残肝体积的最优化手术方案;⑦ 超选择TACE治疗模拟,精准超选择肝动脉节点(肝动脉栓塞点),在最大限度栓塞肿瘤的同时最大限度保护非肿瘤肝组织,达到真正意义上的超选择性TACE治疗;⑧ 术后肝功代偿程度预测。
  作为临床诊疗的一种新模式,系统支持医生为不同病人寻找最佳治疗策略。该软件可利用CT信息在个人电脑上进行肝脏的三维重建,形成具有病人个体疾病信息的数字化虚拟肝脏。利用软件Liv1.0,可以方便临床医生对肝脏肿瘤及肝脏内部血管的三维立体结构进行直观观察和判断,进一步深入了解疾病的个体化特点,在此基础上制定符合病情和病人个体情况的诊疗方案;利用软件Liv1.0,临床医生还可以在电脑上模拟肝肿瘤手术切除的过程和最终效果,进行各种手术方案的设计和比对,优化手术方案,增加手术治疗的计划性和安全性,提高临床疗效,改变了现阶段医生根据临床经验直接在病人身上进行手术的局面,使临床诊疗活动中因为医生知识和经验的局限所造成的医源性伤害降低到最低程度。软件Liv1.0还为医学教学和科普教育提供直观和智能化的教学平台,通过三维可视化虚拟肝脏模型可直观了解肝内解剖、肝病特点,教学效果良好;为年轻临床医生提供良好的手术训练条件,缩短学习周期;为人体其他实质性脏器的虚拟器官研究提供技术路线和方法。
  该项目是国家科技重大专项和卫生部科学研究基金子课题。数字化虚拟肝治疗计划系统Liv1.0的成功研发使我国成为世界上继德国、日本、美国之后第四个独立开展虚拟器官临床应用研究的国家。该项目已通过科技成果鉴定,鉴定委员会专家一致认为该项目研发成果填补了国内空白,总体上达到国际先进水平,部分功能达到国际领先水平,该技术的应用将为肝脏外科技术提供新的平台,为肝脏手术质量的提高提供新的武器和手段,这作为肝癌高发地区的我国来说,具有十分重要的意义。
  我院是目前国内唯一开展此项新技术的单位。我国为肝病大国,就原发性肝癌而言,全世界每年新发病例的54%在我国大陆地区,我国医疗单位数以万计,全国医学院校数以百计,本项目的研发在医疗、教学、科研及科普教育诸方面具有重要的现实意义,拥有广阔的市场前景。
  
  虚拟肝切除应用病例——
  如图2所示,此例为右肝巨大血管瘤,CT显示肿瘤巨大,与下腔静脉及肝内主要管道关系密切,在外院被判定为无法进行手术切除(图A)。术前虚拟可视化肝脏清晰显示肝内血管瘤与肝内主要管道的空间毗邻关系,可见肝右静脉被肿瘤包绕,肝右静脉在切除肿瘤过程中需在根部结扎,肝右静脉末端回流的Ⅵ段和部分Ⅴ段肝脏体积为89ml,在肝切除术后为淤血区,据此判断需一并切除(图B),而肝中静脉上段及Ⅷ段属支紧贴肿瘤表面,与肿瘤为推压关系,其主要回流肝左内叶静脉血,应予保留,否则术后易发生因残肝静脉回流受阻而导致肝衰(图B);通过手术仿真,虚拟手术证实可切除右肝巨大血管瘤、Ⅵ及部分Ⅴ段淤血肝组织,虚拟切除得到的肝断面清楚显示需切除的门静脉断端及位置(图C绿色部分显示门静脉右前支及右后支断端所在位置)或保留的肝中静脉及右前属支(图C蓝色部分显示裸露于肝断面的肝中静脉及右前属支),虚拟切除后残肝未见明显缺血和淤血区域(图C),并计算出残肝体积为886 ml,经系统的肝切除术后预后预测功能判断残肝体积足够,提高了手术的计划性和安全性。经过手术仿真,医生对该例复杂肝切除的手术过程、术中需要处理和避免损伤的肝内重要管道心中有数,按虚拟手术计划实施在体手术,结果完整切除肿瘤,实际手术的肝断面(图D)可见残肝断面裸露的肝中静脉及右前属支,残肝血运良好,与虚拟肝断面一致。最后值得一提的是,我们将该病例CT图像信息寄往国外进行虚拟手术计划,结果他们认为在切除肝血管瘤的过程中需要切断肝中静脉,因而判定该血管瘤无法切除(图E)。