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基于混合现实引导的肺结节定位方法的研究

基于混合现实引导的肺结节定位方法的研究

作者：辛宁中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士

【研究目的】随着低剂量高分辨率CT的普及,越来越多的肺结节被发现,胸腔镜微创手术是肺结节诊断和治疗的主要手段,而如何定位肺结节一直是胸外科医生面对的难题。目前最常用的方法为CT引导下肺结节定位,但其存在定位时间长、CT依赖度高... 详细信息

【研究目的】随着低剂量高分辨率CT的普及,越来越多的肺结节被发现,胸腔镜微创手术是肺结节诊断和治疗的主要手段,而如何定位肺结节一直是胸外科医生面对的难题。目前最常用的方法为CT引导下肺结节定位,但其存在定位时间长、CT依赖度高、辐射剂量大、受限于手术时间和定位地点等问题。混合现实是继虚拟现实和增强现实之后出现的新型数字显像技术,其在实现虚拟环境和现实空间精准匹配的基础上,可以完成现实空间对虚拟环境的实时交互。基于此,我们拟利用混合现实技术,探索一种新型的肺结节定位方法,以期在保证肺结节定位准确度的基础上,能够避免上述问题的发生。【研究方法】1、混合现实引导下肺结节定位装置的研发:利用混合现实可以匹配现实空间和虚拟环境的特点,在运动捕捉系统定位球的基础上,改进现有的一次性使用活检穿刺针和一次性导向器,研发出适合混合现实引导下的肺结节定位装置;2、混合现实引导下肺结节定位虚拟环境的建立:利用三维重建技术,结合混合现实引导下肺结节定位虚拟环境的建设需求,探索并建立混合现实引导下肺结节定位所需的简洁、实用的三维模型;3、混合现实引导下肺结节定位的动物实验:将60只实验动物(比格犬)分为两组,在混合现实引导下肺结节定位装置研发、虚拟环境构建以及动物模型建立成功的基础上,对比混合现实引导下肺结节定位与CT引导下肺结节定位在穿刺定位准确度、穿刺定位时间、穿刺定位次数以及穿刺定位相关并发症等方面的优劣,从而探讨混合现实引导下肺结节定位的可行性和合理性。【研究结果】1、在运动捕捉系统定位球的基础上,成功研发出混合现实引导下一次性使用活检穿刺定位针和混合现实引导下一次性导向器;2、利用三维重建技术,结合混合现实引导下肺结节定位要求,成功探索出混合现实引导下肺结节定位所需的最简介、最实用的重建步骤和重建模型;3、混合现实引导下肺结节定位和CT引导下肺结节定位的穿刺准确度差异无统计学意义(5.71±2.59 vs 5.57±5.02mm,p=0.895)。混合现实引导下肺结节定位在穿刺定位时间上短于CT引导下肺结节定位组(8.07±1.44 vs 10.23±2.65 p定位次数上少于CT引导下肺结节定位组(p定位相关并发症(气胸、出血、脱钩等)发生率的差异无统计学意义(p=0.286)。【研究结论】混合现实引导下肺结节定位不受手术时间和定位地点的限制,在确保穿刺定位准确度的基础上,减少了穿刺定位所需的时间和穿刺次数,从而减少了定位所需的CT扫描次数和所接受的辐射剂量,同时一定程度上减少了穿刺定位相关并发症的发生,为临床肺结节定位提供了新思路和新方法。但下一步仍需通过对混合现实引导下肺结节定位方法的改进,进一步减少影响定位准确度的相关因素,从而提高定位准确度,同时需进行多中心的临床试验进一步验证其临床安全性和可行性。

关键词：混合现实肺结节定位穿刺定位三维重建虚拟现实增强现实

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肺结节定位针在胸腔镜手术中的应用研究

中国医疗器械信息 2024年第8期30卷 62-64页

作者：黄仁华盐城市第二人民医院胸外科江苏盐城224000

目的:分析肺结节定位针在胸腔镜手术中的应用价值。方法:将2021年1月~2022年6月本院98例肺结节患者作为此次研究对象,组别划分依据为患者是否采取术前CT引导下肺结节定位针穿刺定位,对照组患者49例,接受常规检查+胸腔镜手术治疗,实验组... 详细信息

目的:分析肺结节定位针在胸腔镜手术中的应用价值。方法:将2021年1月~2022年6月本院98例肺结节患者作为此次研究对象,组别划分依据为患者是否采取术前CT引导下肺结节定位针穿刺定位,对照组患者49例,接受常规检查+胸腔镜手术治疗,实验组患者49例,接受常规检查+术前CT引导下肺结节定位针穿刺定位+胸腔镜手术治疗。比较两组并发症发生情况、围手术期相关指标、术后1年复发率;统计实验组定位时间与定位成功率。结果:实验组并发症发生率与对照组相比更低(P肺结节平均定位时间为(25.67±3.52)min,定位成功例数为49例,定位成功率为100.00%。结论:肺结节定位针在胸腔镜手术中具有较高的应用价值,可在术中准确识别肺结节,有利于改善预后。

关键词：肺结节定位 CT引导肺结节胸腔镜手术

可视化健康教育在移动CT引导下行术前肺结节定位的应用效果

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现代养生 2024年第20期24卷 1574-1577页

作者：马可可刘玲玲李萍李铭皓孙云刚杨晶泾江苏省南京市胸科医院手术室江苏省南京市胸科医院胸外科

目的探讨可视化健康宣教模式对移动CT引导下行术前肺结节定位的应用效果。方法选择2023年1-6月住院行移动CT引导下胸腔镜术前肺结节定位的患者80例为研究对象。在年龄、性别等基线资料组间均衡可比的原则下，采用抽签的方法分为观察... 详细信息

目的探讨可视化健康宣教模式对移动CT引导下行术前肺结节定位的应用效果。方法选择2023年1-6月住院行移动CT引导下胸腔镜术前肺结节定位的患者80例为研究对象。在年龄、性别等基线资料组间均衡可比的原则下，采用抽签的方法分为观察组与对照组，每组各40例。对照组行常规术前访视与口头宣教，观察组在口头宣教的基础上加用视频宣教。比较两组患者的疼痛评分、焦虑评分、护理满意度、遵医行为、调针次数、定位时间、定位成功率以及并发症情况。结果健康宣教干预后，观察组患者疼痛与焦虑情况均优于对照组，差异有统计学意义（P定位时间短于对照组，调针次数和并发症少于对照组，而定位成功率高于对照组，差异均有统计学意义（P肺结节定位患者的疼痛感觉与焦虑情绪，改善定位效果，降低并发症发生率，还能提高患者的护理满意度与遵医行为。

关键词：可视化健康教育移动CT 肺结节定位疼痛评分护理满意度

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不同肺结节定位方式的应用

中文科技期刊数据库（文摘版）医药卫生 2023年第2期 30-33页

作者：靳世海马金山新疆医科大学新疆乌鲁木齐830000 新疆维吾尔自治区人民医院胸外科新疆乌鲁木齐831118

随着低剂量螺旋 CT对肺癌的筛查普及,肺部小结节的检出率不断提高。其中部分肺小结节不能排除恶性肿瘤的可能,治疗首选电视胸腔镜下手术切除。因此,如何在术中对肺小结节精确定位并在最大限度保护肺功能的前提下精准切除结节,是胸外科... 详细信息

随着低剂量螺旋 CT对肺癌的筛查普及,肺部小结节的检出率不断提高。其中部分肺小结节不能排除恶性肿瘤的可能,治疗首选电视胸腔镜下手术切除。因此,如何在术中对肺小结节精确定位并在最大限度保护肺功能的前提下精准切除结节,是胸外科医师面临的重要课题。目前,肺部小结节辅助定位主要方法分为术前定位及术中定位。本文简要综述现有定位方法的优缺点等。为临床应用及后续研究提供参考。

关键词：肺结节肺结节定位 VATS

基于骨性结构结合三维重建技术在肺结节定位中的应用

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中国医学工程 2023年第1期31卷 9-13页

作者：吕思杭刘志良锦州医科大学附属第一医院心胸外科辽宁锦州121000

目的探讨基于骨性结构结合三维重建技术在肺结节定位中的应用及意义。方法回顾2019年1月至2021年10月期间通过胸部CT检查表现为肺磨玻璃结节并行肺楔形切除术患者105例,根据定位方法分成两组,三维重建组53例,Hook-wire组52例。比较两组... 详细信息

目的探讨基于骨性结构结合三维重建技术在肺结节定位中的应用及意义。方法回顾2019年1月至2021年10月期间通过胸部CT检查表现为肺磨玻璃结节并行肺楔形切除术患者105例,根据定位方法分成两组,三维重建组53例,Hook-wire组52例。比较两组的围术期资料。结果所有患者均顺利完成手术。三维重建组和Hook-wire组结果分别如下:失败率(3.8%vs.5.8%,P=0.678)、手术时间[(20.1±7.2)min vs.(20.7±5.7)min,P=0.630]、楔形切除术术中出血量[(39.7±9.7)mL vs.(40.3±11.5)mL,P=0.780]、留置引流管时间[(2.5±0.6)d vs.(2.7±0.7)d,P=0.658]、切缘至结节外缘距离[(2.5±0.3)cm vs.(2.5±0.3)cm,P=0.715]。两组比较,差异均无统计学意义。Hook-wire肺结节定位组有2例气胸、6例血胸、2例脱钩;三维重建组有1例血胸,无其他并发症。结论三维重建技术对肺结节定位准确,无Hook-wire肺结节定位法相关并发症,在临床应用中尤其是距胸膜较近的肺结节有一定优势。

关键词：肺结节定位三维重建 Hook-wire

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基于卷积神经网络的肺结节检测与定位

通讯世界 2019年第12期26卷 173-174页

作者：李沅书孙佳宁高辉雪吉林大学计算机科学与技术学院

近年来,肺癌成为对我国人民健康与生命安全威胁最大的恶性肿瘤之一。肺癌早期以肺结节形式体现,计算机辅助检测系统已应用到医学影像方面的研究,本文在现有计算机辅助系统传统检测算法的基础上加以改进,提高了检测的准确性。

关键词：深度学习肺结节定位卷积神经网络随机森林

肺结节四钩定位针在肺小结节术前定位的临床研究

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河南外科学杂志 2024年第6期30卷 27-29页

作者：李伟段现玲张玉印张年鑫于善海山东莒县人民医院胸外科莒县276500 山东莒县人民医院手术室莒县276500

目的探讨术前影像介导下肺结节四钩定位针在胸腔镜亚肺(肺)叶切除术中的可行性和安全性。方法回顾性分析2023-05—2024-05莒县人民医院胸外科行手术的60例(60个)单发肺小结节患者的临床资料。男28例,女32例,年龄(51.8±11.2)岁。结节直... 详细信息

目的探讨术前影像介导下肺结节四钩定位针在胸腔镜亚肺(肺)叶切除术中的可行性和安全性。方法回顾性分析2023-05—2024-05莒县人民医院胸外科行手术的60例(60个)单发肺小结节患者的临床资料。男28例,女32例,年龄(51.8±11.2)岁。结节直径(9.0±3.8)mm,距离脏层胸膜深度(11.7±4.5)mm。结果60例(100%)肺小结节术前均成功CT引导下定位针定位,定位针锚爪均位于结节附近。定位时间(29.0±4.3)min,定位过程中调整角度次数(4.2±2.4)次。定位并发症为少量气胸9例、少量肺内出血4例,均自行缓解。结论术前CT引导下肺结节定位针定位技术安全、有效、便捷,能满足绝大多处结节的定位需求。

关键词：肺结节定位针肺结节定位胸腔镜亚肺叶切除术

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孤立肺结节计算机辅助检测系统设计

中国当代医药 2012年第34期19卷 159-161页

作者：杨娜娜哈力旦.阿布都热依木新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047

以胸部CT图像为研究对象进行孤立肺结节检测,首先将原始CT图像进行肺实质分割,然后将肺实质图像中的候选肺结节进行定位并进行特征值计算,进而剔除血管等伪区。基于以上检测方法,进行完整的GUI功能界面设计。界面的主要功能包括图像的... 详细信息

以胸部CT图像为研究对象进行孤立肺结节检测,首先将原始CT图像进行肺实质分割,然后将肺实质图像中的候选肺结节进行定位并进行特征值计算,进而剔除血管等伪区。基于以上检测方法,进行完整的GUI功能界面设计。界面的主要功能包括图像的预处理、肺实质分割和肺结节定位及特征计算四部分主要内容。

关键词：肺实质分割肺结节定位特征值计算 GUI设计

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数字3D技术在胸外科中的发展及应用

中华腔镜外科杂志（电子版） 2021年第6期14卷 379-384页

作者：林映雪梁朝阳刘阳李宬润解放军总医院第一医学中心胸外科北京100853 南开大学医学院天津300071

计算机技术已经经历了70余年的发展,在20世纪90年代通过电视辅助胸腔镜手术(video assisted thoracic surgery,VATS)才真正与临床医学结合,尤其是在胸外科领域的应用起来,是胸外科技术发展史上具有里程碑意义的事情。此后30年来,胸外科... 详细信息

计算机技术已经经历了70余年的发展,在20世纪90年代通过电视辅助胸腔镜手术(video assisted thoracic surgery,VATS)才真正与临床医学结合,尤其是在胸外科领域的应用起来,是胸外科技术发展史上具有里程碑意义的事情。此后30年来,胸外科学在以VATS为主要手术方式的引导下完成了各式手术并发展至今。近年来,计算机硬件技术和软件水平有了突破式的发展,各类专用设备、配套软件等与各医疗专科结合形成了各专业不同技术特色的,以复合型技术支撑为引导的学科技术体系,在胸外科领域的疾病诊断、小结节定位、治疗中已有大量运用和研究探索。在小结节定位方面,笔者对术前CT引导下亚甲蓝注射、术前CT引导下医用胶注射、术前CT引导下cook微弹簧圈定位、术前CT引导下Hook-Wire穿刺定位、电磁导航定位在临床上的应用进行了总结回顾,以及总结笔者所在医院在部分技术实际应用操作中的经验。在胸部疾病治疗方面,3D技术在早期肺癌小结节精准切除的运用中显现出优势,3D打印技术也通过个体化增材制造技术在胸外科(诸如完成了胸壁缺损修复、气管支架置入、骨性关节重构等)应用并取得了满意疗效。相信在未来,随着3D技术与胸外科手术技术的发展、运用和更好地结合,能更好地发挥出数字3D技术在临床应用中的价值,产生更好的社会经济效益,造福广大患者。

关键词：数字3D技术胸外科手术肺结节定位