神经介入手术是治疗神经系统疾病的重要方法，机器人辅助治疗不仅可以提高手术的精准度，而且还可以减少辐射暴露等风险。目前，临床应用于神经介入手术的机器人包括CorPath GRX、Magellan、VIR、RobEnt、"鲁班"和VAS HERO等系统，已成功完成了全脑血管造影术、颈动脉支架置入术、动脉瘤支架及血流导向装置置入术、弹簧圈栓塞术和动静脉瘘栓塞术，且具有较高的安全性和有效性。为了更加精准、平稳地完成神经介入手术，临床应用中在既往的泛血管介入机器人基础上，增加了适应颅内血管的控制软件、导丝递送模块、触觉反馈系统等。但是，神经介入机器人仍处于不断改进、迭代发展的时期，随着技术的成熟，有望在运动能力、精准控制、交互反馈及生物仿真等方面进步飞速，未来会为患者提供更加精准、安全的临床治疗。

针对外科手术训练周期长、效率低、成本高等问题，利用虚拟现实(virtual reality，VR)技术，结合血管外科领域的专家知识，设计了基于虚拟仿真的血管外科复合手术室系统。该系统采用3D MAX及MAYA建模软件，构建逼真、自由的虚拟手术室场景，通过合理的虚实交互设计，允许受训人员能够以一种身临其境的方式学习相关知识，并在场景中熟悉手术流程，规范化临床操作，减少现场真实环境对医师的辐射影响，从而达到熟练手术步骤、减少手术风险、提高手术精确度的目的。

目前，我国心血管内科学的教学仍然存在一些不足，如教学手段单调、教学形式单一、实践操作相对欠缺等，导致教学效果不甚理想，学生无法将医学理论与临床实践有效结合，且动手能力较差。基于光学动作捕捉技术的虚拟现实技术可以通过仿真3D内容，使医学生在临床技能操作中眼手合一，满足其对实践技能练习的需求，实现实时互动，提高学生参与教学的积极性。本文阐述了基于光学动作捕捉技术的虚拟现实技术的发展现状与技术特点、心血管内科学教学中存在的不足，探讨了这项技术在心血管内科学教学中的应用效果。

目的:利用三维仿真建模技术于术前对直肠癌患者的结直肠肠管、肿瘤、关键血管等解剖结构进行三维重建、分类及测量，评估所得数据及信息对腹腔镜辅助直肠癌根治术的吻合口张力预判、重要血管变异类型、解剖标志定位等的准确性，以及对手术的指导作用。方法:回顾性分析2019年1月—2021年2月首都医科大学附属北京地坛医院普外科收治的50例腹腔镜辅助直肠癌根治术患者的病历资料，其中男性31例，女性19例，年龄42~83岁，平均年龄(62.72±15.21)岁。以患者术前是否进行三维仿真重建进行分组，将术前行腹盆腔增强CT并进一步进行三维重建的患者作为重建组( n＝24)，将术前只常规进行腹盆腔增强CT的患者作为对照组( n＝26)。对于重建组患者术前利用Mimics软件对患者CT影像资料进行三维仿真建模，针对模型进行术区结直肠及肿瘤长度、盆腔壁刚性结构相关长度、肠系膜下动脉(IMA)距左右髂总动脉分叉点长度、IMA变异类型及占比、左结肠动脉(LCA)距IMA起始部长度、LCA与IMV距离等关键数据进行测量，并与术中所得实际数据进行一致性相关系数(CCC)分析，评估三维仿真建模技术对于手术指导的准确性。采用MedCalc 19.0软件进行统计学分析。 结果:重建组模型各径线数据(肠道、盆腔、血管)与术中对应结构测量值，经一致性相关系数CCC评价均大于0.9。预测游离结肠脾曲1例，实际游离结肠脾曲1例，预测准确率100%。重建组IMA变异共分为4型，均经手术验证。重建组手术时间( P＝0.011)及各血管定位时间(IMA， P＝0.043；LCA， P＝0.007；IMV， P＝0.034)均较对照组缩短，且术中出血量少( P＝0.017)。 结论:术前应用三维仿真建模技术有助于术者准确预判术中吻合口张力、IMA变异类型及其相关径线长度，据此可于术前制定精准手术方案指导手术。

目的:观察热打击后小鼠肺微血管内皮细胞（pulmonary microvascular endothelial cells，PMVECs）和肺组织中肽基-脯氨酰顺/反异构酶1（Pin1）通过调控氧化应激和凋亡形成，参与重症中暑急性肺损伤（acute lung injury，ALI）形成的分子机制。方法:体外实验，建立PMVECs热打击模型，对照组将PMVECs置于标准37 ℃、5% CO 2细胞培养箱，热打击组将细胞置于43 ℃细胞培养箱中进行热打击2 h，热打击后继续在细胞培养箱进行复温（1、3、6、12 h），并使用Pin1抑制剂Juglone（1 μmol/L）预处理细胞1 h。体内实验，通过热打击构建重症中暑小鼠模型，热打击组动物置于仿真气候舱内，舱内温度（35.5±0.5） ℃，湿度（60±5）%，肛温表监测小鼠直肠温度，小鼠体温达到42 ℃即停止热打击，热打击后1、3、6以及12 h处死动物，对照组小鼠始终置于室温（25±0.5） ℃下，并使用Pin1抑制剂Juglone （1 mg/kg）于热打击前连续3 d腹腔注射对小鼠进行预处理。Western blot观察Pin1、cleaved caspase-9和cleaved caspase-3的表达情况；DHE染色，荧光显微镜下观察细胞中O 2-˙水平；ELISA检测肺组织中丙二醛（malondialdehyde，MDA）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平；HE染色检测各组小鼠的病理改变情况；免疫组化染色检测各组小鼠肺组织中Pin1表达情况；TUNEL染色检测各组小鼠肺组织凋亡情况。 结果:热打击后复温1 h即可诱导PMVECs和肺组织中Pin1的表达，并呈现复温时间依赖性增加（ F=771.6， P<0.05； F=1 035， P<0.05）；热打击后复温3 h开始PMVECs和肺组织中cleaved caspase-9的表达，并呈现复温时间依赖性增加（ F=729.8， P<0.05； F=1 773， P<0.05）；PMVECs和肺组织中cleaved caspase-3在热打击后复温3 h开始表达，随着复温时间的延长其表达不断增多，趋势与cleaved caspase-9一致（ F=1 084， P<0.05； F=1 252， P<0.05）；同时，热打击后导致PMVECs中O 2-˙释放。热打击后小鼠肺组织中氧化-抗氧化系统失衡，表现为热打击后小鼠肺组织中MDA的持续释放（ F=114.2， P<0.05），而SOD水平持续抑制（ F=99.15， P<0.05）。使用Pin1抑制剂Juglone对PMVECs和小鼠进行预处理，发现与热打击组相比，热打击+Juglone组PMVECs和肺组织中Pin1、cleaved caspase-9、cleaved caspase-3均被抑制（均 P<0.05）；使用Pin1抑制剂后明显减轻热打击后PMVECs中O 2-˙的释放，促进重症中暑小鼠肺组织中氧化-抗氧化系统平衡恢复，与热打击组相比，热打击+Juglone组肺组织中MDA被抑制[（11.53±0.84）nmol/mL vs （9.65±0.69） nmol/mL， t=12.52， P<0.05]，而SOD明显恢复[（41.18±3.45） U/mL vs （57.52±4.83） U/mL， t=5.57， P<0.05]。同时，抑制Pin1表达后可以明显减轻热打击后肺组织的病理损伤，以及抑制凋亡的发生。 结论:初步确认Pin1主要通过介导肺组织和PMVECs的氧化应激反应和凋亡发生，进而参与热打击后肺损伤的形成。

目的:探讨3D打印技术在腹腔镜右半结肠癌根治术前评估中的应用价值。方法:采用前瞻性研究方法。选取2019年1—11月南京医科大学附属无锡第二医院收治的60例右半结肠癌患者的临床资料，采用随机数字表法将患者随机分为两组。60例患者术前均行平扫和增强X线计算机体层摄影术(CT)检查，患者术前应用3D打印技术将血管图像打印成1∶1完全仿真实体，设为3D打印组；患者术前仅行平扫和增强CT检查，设为对照组。60例患者均行右半结肠癌腹腔镜全结肠系膜切除术。观察指标：(1)3D打印组患者术前3D打印模型中Henle干的解剖类型及其与术中实际解剖类型的吻合情况。(2)两组患者术中及术后情况。正态分布的计量资料以 ± s表示，组间比较采用独立样本 t检验。计数资料以绝对数或百分比表示，组间比较采用 χ2检验。 结果:筛选出符合研究条件的患者60例；男42例，女18例；年龄为(64±7)岁，年龄范围为44～78岁。60例患者中，3D打印组30例，对照组30例。(1)3D打印组患者术前3D打印模型中Henle干的解剖类型及其与术中实际解剖类型的吻合情况：30例3D打印组患者术前3D打印血管模型中，28例有Henle干，其中7例由胃网膜右静脉和胰十二指肠上前静脉构成2支型胃胰干；13例由胃网膜右静脉、中结肠静脉和(或)右结肠静脉构成2支型或3支型胃结肠干，包括4例由胃网膜右静脉和中结肠静脉构成2支型胃结肠干，6例由胃网膜右静脉和右结肠静脉构成2支型胃结肠干，3例由胃网膜右静脉、中结肠静脉和右结肠静脉成3支型胃结肠干；8例由胃网膜右静脉、胰十二指肠上前静脉、中结肠静脉和(或)右结肠静脉构成3支或4支型胃胰结肠干，包括4例由胃网膜右静脉、胰十二指肠上前静脉、中结肠静脉构成3支型胃胰结肠干，2例由胃网膜右静脉、胰十二指肠上前静脉、右结肠静脉构成3支型胃胰结肠干，2例由胃网膜右静脉、胰十二指肠上前静脉、中结肠静脉、右结肠静脉构成4支型胃胰结肠干。28例患者术前3D打印模型中Henle干的类型与术中Henle干实际类型吻合率为100%(28/28)。(2)两组患者术中及术后情况：3D打印组患者手术时间，术中出血量，淋巴结清扫数目，术后并发症(切口感染、肠梗阻、吻合口瘘、肺部感染)，术后住院时间分别为(147±18)min，(79±29)mL，(19.1±2.8)枚，3例(1、1、0、1例)，(9.0±2.5)d，对照组患者上述指标分别为(172±16)min，(118±17)mL，(15.6±2.6)枚，4例(1、1、1、1例)，(9.1±2.6)d，两组患者手术时间、术中出血量、淋巴结清扫数目比较，差异均有统计学意义( t＝－5.630，－18.400，3.318， P<0.05)，两组患者术后并发症、术后住院时间比较，差异均无统计学意义( χ2＝0.875， t＝0.103， P>0.05)。 结论:对于腹腔镜右半结肠癌根治术，应用3D打印技术可有效评估术前血管解剖走行，缩短手术时间，减少术中出血量，提高淋巴结清扫数目。临床试验注册：在中国临床试验注册中心注册，注册号：ChiCTR1800017161。

目的:初步总结心脏3D打印模型在不同先天性心脏病手术模拟矫治中的临床应用体会。方法:以2016年12月至2020年8月湖南省人民医院48例先天性心脏病患儿为研究对象(其中15例法洛四联症患儿为3D打印组)，收集这15例患儿的心脏CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)资料，制作心脏3D打印模型，外科医师在模型上进行手术模拟讨论后再实施真实手术，并比较模拟手术与真实手术的操作体会；另取12例法洛四联症常规手术患儿作为对照组，与3D打印组手术时间进行比较。结果:所有患儿手术顺利，无一例手术过程中死亡；3D打印组患儿真实手术与术前心脏3D打印模型模拟相关性满意，4例患儿因心脏3D打印模型稍高估了肺动脉瓣瓣环直径而修改手术方式；3D打印组法洛四联症手术的主动脉阻断时间少于对照组[(47.47±9.42)min比(55.75±9.00) min， P＝0.029]。 结论:心脏3D打印模型能为多种先天性心脏病手术的讨论、模拟提供高仿真平台，通过详细手术模拟能有效缩短真实手术时间。

目的:通过3D打印技术多种耗材打印出血管、脑组织、颅骨和颅内动脉瘤复合模型并指导术中动脉瘤夹闭的应用。方法:收集2018年11月至2019年11月河北医科大学第二医院30例颅内动脉瘤患者CT血管造影(CTA)及磁共振成像(MRI)影像数据，应用Mimics 18.0软件将薄层扫描数据转换成三维图像，导入到Geomagic Studio 2015软件进一步精细化处理，重建同一坐标下的血管、脑组织、颅骨和动脉瘤的三维复合虚拟模型，将3D虚拟模型数据输入到3D打印机，采用多种耗材同时打印出复合模型。结果:30例患者均利用3D打印技术按照1∶1的比例成功打印出颅内血管、脑组织、颅骨和颅内动脉瘤，不同类型的耗材在同一复合模型中具有不同的特性，使其具有真实的触感。应用辅助临床手术，均获得成功。结论:多耗材打印3D模型是拥有着高仿真度及个体化特征的物理模型，有利于术前手术方案的制定，尤其是为难治的多发动脉瘤和巨型动脉瘤选择最好的手术入路及合适的动脉瘤夹，为临床手术提供了依据。

目的 研究带有囊形瘤体的颈动脉血管在血液周期性流动过程中的力学特性和瘤体变化,探究囊形瘤体发展的具体机制以及瘤体对血液流动的影响.方法 采用双向流固耦合方法 对颈动脉血管内囊形瘤体和血液之间的相互作用进行有限元数值仿真研究.分析血管的形变、关键区域的血液速度和力学特性以及瘤体对血管的影响过程.结果 在瘤体与血管的交界线上,瘤体呈现较大的形变,瘤体壁面压力低.瘤体对侧血管壁和血管分叉周围的三角区域壁面压力高,易于发生拉伸或破裂.瘤体内部血液速度明显低于正常血管,形成的漩涡使瘤体内部空间未能被充分利用.瘤体在脉动周期内所受的壁面剪切力一直较小,容易导致杂质沉积形成粥样硬化斑块.结论 囊形瘤体会干扰血管内血液正常流动;囊形瘤体会促进镜像瘤体产生.研究结果 为囊形瘤体的治疗和预防提供理论参考.通过了解囊形瘤体的力学特性和对血管的影响,医生可以更好地制定个性化的治疗方案,提高治疗效果.

目的 探讨基于光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)定量血流分数(quantitative flow ratio,QFR)——光学血流分数(optical flow ratio,OFR)中的虚拟支架植入技术预估经皮冠状动脉支架植入后血管功能学的可行性.方法 本研究纳入广东省人民医院2019年6月至2022年2月期间因疑似冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)行冠状动脉造影术与OCT探查术且成功植入支架的患者,应用OFR系统衍生的虚拟支架仿真植入技术计算其血管残余OFR值,后与支架植入术后基于Murray定律的QFR(Murray law based quantitative flow ratio,μQFR)进行比较,通过Spearman相关系数反映相关性.绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC),计算曲线下面积(area under curve,AUC),同时可得出残余OFR预测经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention,PCI)治疗后μQFR≤0.89的准确度、敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值.结果 共有139例患者(141支血管)入选本研究.所有血管行PCI治疗前采用虚拟支架技术计算的残余OFR为0.96±0.37,支架术后血管的μQFR为0.97±0.36,两者比较差异无统计学意义(P=0.235),残余OFR与PCI治疗后的μQFR具有高度相关性(r=0.82,95%CI:0.74～0.88,P<0.001)和良好的一致性(平均差异=0.00;P=0.236);残余OFR预测PCI治疗后的次优结果(μQFR≤0.89)的准确度、敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为96.45%、66.67%、98.49%、75.00%、97.74%,AUC为0.96(95%CI:0.92～1.0).结论 残余OFR与术后μQFR高度相关,OFR虚拟支架植入技术及其衍生的残余OFR可有效预测PCI治疗后血管的功能学水平,有助于术者科学地选择血管兴趣段植入支架,进而优化手术策略、改善患者预后.