3d打印及虚拟软镜技术在泌尿系结石中的应用.pptx

3D打印及虚拟软镜技术在泌尿系结石中的应用诸靖宇杭州市第三人民医院主要内容研究背景研究目的虚拟软镜3D打印和输尿管软镜3D打印和经皮肾镜总结研究背景近年来泌尿系结石患者增多，泌尿系结石成为泌尿外科最常见的疾病，目前，输尿管软镜及经皮肾镜（PCNL）是目前处理肾结石最主要的方法。输尿管软镜有较长学习曲线，损耗大，肾下盏结石寻石碎石率低。经皮肾镜的难点在于穿刺定位点的选择及穿刺路径的确定。初学者掌握输尿管软镜及PCNL都有一定的困难和风险！技术发展虚拟现实技术不断发展，已可以在电脑上模拟患者真实的解剖状况，并进行模拟输尿管软镜模拟手术。3D打印精度达到医学要求，目前在骨科应用已经较成熟，泌尿外科现已应用于肾肿瘤的术前规划上，但输尿管软镜、PCNL的应用上，现在报道尚较少。目前我科研究情况在研课题 杭州市卫生局重点项目《3D打印在输尿管软镜模拟手术中的应用》 浙江省卫生厅医药科技计划《3D打印在经皮肾镜术前规划中的应用》已申请实用新型专利1项，发明专利1项。虚拟软镜技术用CTU的原始DICOM数据，建立虚拟空间的三维模型，提供给母程序母程序计算出到达所有盏/结石的路线，生成子程序医生用子程序在选择的路线上模拟内窥镜视角展示集合系统解剖原理：养鸡场CT平扫母鸡结石建模合并模云计算路径尿路建模自动编程小鸡CT造影医生选择路径开始模拟软镜饲料虚拟软镜实例操作患者CTU虚拟软镜下结石图像电子软镜下结石图像虚拟软镜及电字软镜视频虚拟软镜视频电子软镜视频虚拟软镜优势最直观的肾空间结构，能全方位立体反应整个肾脏的分枝预估软镜曲线、位置了解盏、石数量和位置，不遗漏沟通利器，告知患者手术可能的困难虚拟软镜不足与未来发展1、提升空间画质2、增加另外窗口，与CT图像同步3、增加内镜结构参数使虚拟引导曲线更加接近术中情况（镜体尺寸、软镜最大弯曲角度、肾盏夹角、盏颈直径及深度等）4、与电子软镜同步、进行术中实时导航。3D打印技术在输尿管软镜中应用目前掌握输尿管软镜最需要解决的困难：输尿管软镜易损耗、故障率高输尿管软镜风险高（感染、残石率高）肾脏肾盏结构复杂，镜下空间、方向感难以掌握目前训练模型较少，且难以模拟真实情况（动物肾脏模型，肾脏模具）3D打印输尿管软镜模型制作方法：利用患者CTU影像Dicom格式原始数据，使用Micmics软件对CT二维图像进行阈值选取、区域增强、处理模具、多层编辑修饰等获得患者泌尿系统三维重建模型利用3D打印机对模型进行打印，大小比例与患者真实比例为1:1目前打印结果我科现已打印8例患者泌尿系统模型，其中：软性透明全泌尿系统一体模型1套（进口弹性树脂，费用4000元）硬性不透明全泌尿系统一体模型1套（硬质尼龙材料，费用1200元）透明肾盂输尿管模型3套（硬质树脂材料，费用400/套）不透明肾盂输尿管模型3套（硬质尼龙材料，费用400/套）不同材料3D打印模型使用经验硬质尼龙全泌尿系统模型：由于输尿管扭曲严重，输尿管软镜无法进入肾盂对于患者沟通帮助较大不同材料3D打印模型使用经验硬质尼龙（不透明）肾盂及部分输尿管模型输尿管软镜可进入内壁较为毛糙，需润滑物品辅助内部构造最为接近真实不同材料3D打印模型使用经验硬质树脂（透明）肾盂及部分输尿管模型输尿管软镜可进入可显示输尿管软镜实时位置内壁较尼龙光滑镜下内壁反光较尼龙严重不同材料3D打印模型使用经验软性树脂（透明）全泌尿系统模型有一定弹性，输尿管软镜可顺利进入内壁光滑度比硬性材料好目前做输尿管软镜模拟手术最适宜的材料费用较高3D打印输尿管软镜模拟手术模型总结3D打印材料可以较为真实模拟患者泌尿系统情况硬质材料普遍存在输尿管口径太细、内壁粗糙等问题，可能会对输尿管软镜造成一定的磨损软性材料较硬性材料更贴近真实，实用性更强，但费用也较高部分患者CTU显影较差，并不适合进行3D打印。弹性和光滑性是未来需要加强的主要方面，因此寻找和试验高弹性的材料是我们目前研究的主要内容能否提高初学者输尿管软镜水平的研究正在进行当中3D打印在经皮肾镜中的应用研究背景经皮肾镜仍然是目前治疗多数2CM以上肾结石的首选方法目前经皮肾镜手术最关键的步骤为穿刺穿刺的难点在于穿刺点的定位和穿刺路径的选择B超及X线引导下的的图像均为二维，需要手术医师在大脑中形成三维图像3D打印PCNL模型目的：为PCNL穿刺点和路径的选择进行术前规划，我们制作了3D打印PCNL模型方法：利用患者俯卧位垫高腹部CTU影像数据，提取部分包括肾脏平行位置脊柱、部分肋骨、患者肾盂及部分输尿管数据，并在三维重建阶段固定三者相对位置，进行3D打印，获得患者三维重建模型，大小比例与患者为1:13D打印PCNL模型患者一般资料：患者、男28岁，因“右PCNL术后DJ管留置3年”入院。患者CTU提示右肾结石、膀胱结石、右输尿管DJ管留置，双肾盂双输尿管畸形3