Томская областная клиническая больница, г. Томск

Нейрохирургическое отделение

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 71-й итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 14-16 мая 2012 г.), под ред. В. В. Новицкого, Н.В. Рязанцевой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2012. − 335 с. 

Скачать сборник (MS Word, 1 мб)

Скачать программу конференции 

Актуальность. Медицина постоянно открывает новые возможности медицинского лечения, поэтому можно увидеть совершенствование технологий иметодик. Лечение становится все более сложным и требует точности, которая может быть удовлетворена только за счет детального планирования или даже моделирования. Диагностика и планирование полагаются на медицинское изображение пациента. Тем неменее, это может бытьочень трудным для интерпретации сложных трехмерных структур, а также пространственных взаимосвязей в серии двумерных срезов изображений. Так как данные сканирования изначально трехмерные, то лучше всего использование всех трех измерений для отображенияи взаимодействия с данными.

3D-моделирование - безопасная процедура, не наносящая вреда здоровью пациента. С помощью программ на основе трехмерных моделей станет возможным сделать операции более прогнозируемыми, так как такие модели органов дают объемную реалистичную картину.

Цель. Создать сегмент медицинской информационной системы для использования программного обеспечения на основе трехмерных моделей в планировании нейрохирургических операций.

Материал иметоды. Работа основывается на анализе медицинских изображений клинических данных больных. Данные представляют собой серию изображений, полученных с помощью МРТ которые экспортируются в DICOM-файлы.

Для создания 3D-модели используется программное обеспечение '3Dslicer'.

Результаты. В ходе работы рассмотрен клинический случай – опухоль мозга. До операционные данные пациента: 3DSPGRМРТ, T2 взвешенное МРТиFLAIRМРТ, функциональное МРТ (фМРТ) и изображение тензора диффузии (DTI). Применяется также SPL-PNL атлас мозга на основе здорового пациента.

             Выполняем загрузку и визуализацию анатомических данных МРТ, регистрацию изображений и выделение области интереса, создание 3D-модели объема опухоли. Моделирование опухоли обеспечивает прогнозирование расположения структур мозга с помощью регистрации зображений и данных атласа, визуализацию трактов мозга с использованием DTI-изображения, аннотирование предоперационного планирования. Функциональная МРТ измеряет уровень кислорода в крови в каждой части мозга, когда пациент совершает двигательную или речевую функцию. Статистические методы обработки данныхпозволяют определить участки мозга, активные в течение выполняемых задач. Благодаря этому мы можем видеть имеются ли рядом с поврежденной областью мозга важные участки языковых или двигательных зон, которые могут привести к проблемам с речью, чтением или движением. Знание того, где эти регионы находятся, позволяет скорректировать план хирургического вмешательства.

В данном случае регистрируем изображения МРТ с анатомической, а также данные атласа с анатомическими объемами пациента.

Важным процессом в работея вляется сегментация. Она служит для идентификации и маркировки регионов, представляющих интерес в изображениях. Каждому пикселю назначается определенное значение метки, которое соответствует анатомической структуре. Полученная метка используется для создания 3D-модели.

Следовательно, для моделирования опухоли проводим сегментацию новообразования в анатомическом МРТ, создаем ее модель. В дальнейшем работаем с моделью опухоли. Основные волокна, которые работают между функционально важными участками мозга, должны оставаться неповрежденными. С целью предотвращения негативных последствий для пациента выполняем трактографию. Загружаем DTI-изображение, помещаем точки начала влюбом изтрехсрезов. В 3dок не наблюдаем расположение трактов (находящиеся рядом с опухолью).

Выводы. Созданное руководство по использованию программного беспечения в планировании операций для врачей играет весомую роль при подборе оптимальной оперативной тактики, проведении хирургических операций и предсказании возможных последствий.