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三维可视化技术在脊柱颈胸段原发性肿瘤手术治疗中的应用
编辑人员丨4天前
目的:探讨三维可视化技术在脊柱颈胸段原发性肿瘤手术治疗中的临床应用价值。方法:病例系列报告。纳入2019年6月—2021年6月新疆维吾尔自治区人民医院脊柱外科手术治疗的颈胸段原发性脊柱肿瘤患者2例。病例1为男性,47岁,C 6、7椎体孤立性纤维瘤,术前有颈部疼痛及上肢放射痛症状,伴左侧肢体无力。病例2为女性,17岁,T 1椎体动脉瘤样骨囊肿,有颈肩痛症状,合并左上肢远端肌力下降。2例患者术前均接受CT扫描并使用Mimics软件建立三维可视化脊柱颈胸段模型,采用激光快速成型打印技术制作与实物1∶1大小的3D打印脊柱颈胸段模型,规划设计并定制3D打印人工椎体,分别用于术前评估肿瘤分期、制定个体化手术方案,以及术中指导置钉和脊柱序列重建。病例1采用前后联合入路,行前路C 6、7椎体切除、3D打印人工椎体置入+后路椎弓根螺钉内固定术;病例2采用单纯后入路,行胸椎肿瘤切除+3D打印人工椎体置入+椎弓根螺钉内固定术。观察患者手术时间、术中出血量、手术并发症情况,评估手术前后颈部及上肢疼痛视觉模拟评分法(VAS)评分和上肢肌力,随访期间观察肿瘤是否复发及脊柱稳定性。 结果:2例患者均顺利完成颈胸段椎体肿瘤切除+脊柱重建手术。病例1手术时间6.5 h,术中出血量1 200 mL;病例2手术时间4.5 h,术中出血量1 000 mL。2例患者术后疼痛症状明显缓解、自觉肌力逐渐恢复正常。病例1术后第7天发现伤口处脑脊液漏,经穿刺抽液、加压包扎治愈;术后出现声音嘶哑,随访至3个月时好转。病例2未见术后并发症。2例患者术后均随访12个月。末次随访时见患者椎体及肢体功能良好,肿瘤无复发,脊柱稳定性良好。病例1术前左侧颈部和左上肢疼痛VAS评分分别为7分和5分,末次随访时分别为3分和0分;术前左侧上、下肢各肌肌力均有不同程度下降,末次随访时除左侧指伸肌肌力为Ⅳ级以外的其余各肌肌力均为Ⅴ级。病例2术前左侧颈部和左上肢疼痛VAS评分6分和3分,末次随访时分别为2分和0分;术前左上肢指伸肌和指屈肌肌力Ⅳ级,末次随访时均恢复至Ⅴ级。结论:三维可视化技术是一种直观、动态、全面的影像学评估方法,结合3D打印技术,可在术前明确肿瘤分期、制定手术方案,术中指导手术置钉及脊柱序列重建,对于颈胸段椎体原发性肿瘤的手术治疗具有重要的临床价值。
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编辑人员丨4天前
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基于多模态影像的混合现实导航技术在脑功能区病变切除术中的应用价值
编辑人员丨4天前
目的:探讨基于多模态影像的混合现实导航(MRN)技术用于脑功能区病变切除术的临床可行性。方法:回顾性收集2020年9月至2021年9月解放军总医院第一医学中心神经外科收治的15例脑功能区病变患者的资料,男性7例,女性8例,年龄(50±16)岁(范围:16~70岁);术后病理学诊断为脑膜瘤7例,转移癌3例,海绵状血管瘤、胶质瘤、室管膜瘤、动脉瘤样改变及淋巴瘤各1例。术前通过开源软件构建术前影像的三维可视化图像,采用自主研发的MRN系统进行多模态图像的融合与交互,制定手术计划,避免损伤病变周围重要白质纤维束。结合传统导航、术中超声及荧光素钠造影确定病变切除范围。分析MRN辅助手术的术中情况,并测量MRN系统配置用时和定位误差,记录患者术后神经功能变化情况。结果:15例患者均实现基于多模态影像的MRN。MRN系统配置耗时[ M(IQR)]36(12)min(范围:20~44 min),定位误差为3.2(2.0)mm(范围:2.6~6.7 mm)。11例患者重要白质纤维束定位的可靠性分级为“优”,3例为“中”,1例为“差”。无围手术期死亡病例,无运动、语言或视觉功能术后新发损害。1例患者术后出现一过性肢体麻木,2周内恢复至术前状态。 结论:基于多模态影像的MRN系统用于脑功能区病变切除术,可提高手术的精准性和安全性,减少医源性神经功能损害的发生。
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编辑人员丨4天前
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一种基于计算机视觉的眼底图像质量评估系统的开发及应用
编辑人员丨4天前
目的:评估基于计算机视觉技术开发的眼底图像质量评估系统的准确性。方法:选取2016至2017年在“上海糖尿病眼病研究”中由上海市各社区卫生服务中心的工作人员采用免散瞳眼底照相机拍摄的787例2型糖尿病患者的2 397幅彩色眼底像图片作为测试数据集。患者年龄(69.65±19.09)岁,男性384例,女性403例。根据眼底图像预处理、成像质量评价、内容检测和评估结果输出4个模块开发眼底图像质量评估系统。将2 397幅彩色眼底像图片输入该系统自动进行图像质量评价和视盘、黄斑识别,并根据图像质量判断规则对图像进行合格与否的判断并分类。同时由12位专业眼底图片阅片医师对此数据集的图像质量进行人工分类,其中合格1 846幅,不合格551幅。将系统判断结果与人工判断结果进行比对分析。结果:眼底图像质量评估系统可对输入的彩色眼底像图片自动进行眼别和眼位识别,并进行图像质量评估,之后直观输出评估结果。每幅眼底图像评估时间<1 s。1 846幅人工判断为图像质量合格的图片,经系统判断亦为合格者1 788幅(96.86%);551幅人工判断为不合格的图片经系统判断结果亦为不合格者550幅(99.82%)。图像质量不合格原因为图像过暗(62幅,11.27%)、图像过亮(51幅,9.27%)、黄斑区不清晰(59幅,10.73%)、黄斑视盘未见(36幅,6.54%)、未见眼底结构(125幅,22.73%)、图像模糊(175幅,31.82%)、图像有遮挡(42幅,7.64%)。系统评估与人工判断结果总体一致率为97.54%。结论:该眼底图像质量评估系统对眼底图像质量的评估结果与专业阅片医师判断结果一致性高,具有客观性。 (中华眼科杂志,2020,56:920-927)
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编辑人员丨4天前
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计算机视觉技术辅助超声检查在肝脏疾病诊治中的应用前景
编辑人员丨4天前
超声检查具有无辐射、无创、低成本、高效的优点,是最常用的肝脏影像学检查方法。计算机视觉技术应用于超声图像智能分析已成为智慧医疗领域的研究热点。通过大规模数据训练,构建基于机器学习算法的超声组学智能分析模型,可辅助临床诊断与治疗,提高诊断的效率和准确性。笔者结合文献,评述计算机视觉技术辅助超声检查在评估肝脏弥漫性病变、肝脏局灶性病变、肝癌微血管侵犯、肝癌术后复发及肝动脉化疗栓塞术后治疗反应等方面的应用前景。
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编辑人员丨4天前
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人工智能对胃肠疾病诊疗的推动作用
编辑人员丨4天前
高速发展的计算机技术给日常生活及工作带来巨大变化。人工智能是计算机科学的一个分支,是让计算机去行使通常情况下具备智能生命才可能行使的活动,广义的人工智能涵盖机器学习和机器人等等,本文主要聚焦于机器学习与相关的医学领域,深度学习是机器学习中的人工神经网络,卷积神经网络(CNN)是深度神经网络的一种,是在深度神经网络基础上,进一步模仿大脑的视觉皮层构造和视觉活动原理而开发;目前在医疗大数据分析中应用的机器学习方式主要为CNN。在未来数年内,人工智能作为常规工具进入医学图像解读相关的科室是发展趋势。本文主要分享人工智能与生物医学的融合进展,并结合实际案例,重点介绍CNN在胃肠道疾病的病理诊断、影像学诊断及内镜诊断等方面的应用研究现状。
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编辑人员丨4天前
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3D打印技术辅助手术治疗复杂Pilon骨折的疗效研究
编辑人员丨4天前
目的:探讨基于3D打印技术辅助手术治疗复杂Pilon骨折的疗效。方法:选取2017年6月至2018年6月武警海警总队医院骨外科住院治疗的复杂Pilon骨折患者52例为研究对象。根据手术方式分为研究组( n=26)和对照组( n=26)。对照组采用传统切开复位内固定术,研究组在对照组基础上辅以3D打印技术。比较两组患者治疗效果、手术时长、术中出血量、骨折愈合时间、住院时间、并发症发生率,踝关节功能评分、视觉模拟评分法(VAS)评分的差异。 结果:研究组总有效率为88.5%(23/26),较对照组的65.4%(17/23)高(χ 2=3.900, P=0.048)。研究组的手术时长( t=-3.770, P<0.001)、骨折愈合时间( t=-2.206, P=0.032)和住院时间( t=-9.542, P<0.001)均较对照组短,术中出血量( t=-20.226, P<0.001)较对照组少,差异均有统计学意义。研究组并发症总发生率为15.4%(4/23),较对照组的42.3%(11/23)低(χ 2=4.591, P=0.032)。随着时间的延长,两组患者的踝关节功能评分逐渐升高,VAS疼痛评分逐渐下降( P<0.05)。术后1个月,研究组踝关节功能评分( t=2.340, P=0.023)较对照组高,但两组患者VAS评分差异无统计学意义( t=-0.278, P=0.782)。末次随访时,研究组踝关节功能评分( t=2.760, P=0.008)较对照组高,VAS评分( t=-3.633, P<0.001)均较对照组低,差异均有统计学意义。 结论:基于3D打印技术辅助手术治疗复杂Pilon骨折效果优于传统切开复位内固定术,手术时长、骨折愈合时间和住院时间更短,术中出血量更少,并发症发生率更低,术后恢复效果更好。
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编辑人员丨4天前
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计算机视觉人工智能技术在腹腔镜胃癌根治术中对器械和脏器的检测识别:一项多中心临床研究
编辑人员丨4天前
目的:探究计算机视觉人工智能技术在腹腔镜胃癌根治术场景中对器械和脏器检测识别的可行性和准确性。方法:收集国内4家大型三甲医院[解放军总医院第一医学中心(3份)、辽宁省肿瘤医院(2份)、江苏省人民医院溧阳分院(2份)、复旦大学附属肿瘤医院(1份)]共计8份完全腹腔镜远端胃癌根治术手术视频。使用PR软件每5~10 s进行抽帧转换为图帧,转换后进行人工去重,去除明显雷同图帧和模糊图帧以确保质量。转换并去重后,抽帧图像共3 369张,图像分辨率为1 920×1 080 PPI,用LabelMe实例分割图像;共计23个类别包括静脉、动脉、缝针、持针器、超声刀、吸引器、出血、结肠、钳子、胆囊、小纱布、Hem-o-lok夹、Hem-o-lok钳子、电钩、小肠、肝圆韧带、肝脏、网膜、胰腺、脾脏、吻合器、胃和Trocar穿刺器。将抽帧图像按照9∶1比例随机分为模型训练集和模型验证集,使用YOLOv8深度学习框架进行模型训练和验证。采用精确度、召回率、精确度均值和平均精确度均值(mAP)评价检测识别准确性。结果:训练集3 032帧图像,23个类别共计30 895个实例分割数量;验证集337帧图像,共计3 407个实例分割数量。使用YOLOv8m模型训练,训练集损失曲线中损失值随迭代计算轮次增加而逐步平滑下降。训练集中,23个类别检测识别AP值均达0.90以上,23个类别mAP为0.99。验证集中,23个类别mAP为0.82。单一类别中,超声刀、持针器、钳子、胆囊、小纱布和吻合器的AP值分别为0.96、0.94、0.91、0.91、0.91和0.91。模型成功推理应用于时长为5 min的腹腔镜下缝合胃肠共同开口视频片段。结论:本研究初步证实了计算机视觉可高效准确并实时地检测腹腔镜胃癌根治术各手术场景中的脏器和器械。
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编辑人员丨4天前
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基于虚拟现实技术的视功能评估与重建
编辑人员丨4天前
虚拟现实(VR)是一种可以创建和体验虚拟三维场景的计算机仿真系统,能够为用户提供多感官信息。近年来,随着5G、人工智能、大数据、云计算等技术的快速发展,VR技术在眼科领域的应用迎来了新的机遇和挑战。在视力、调节功能、立体视等视功能评估方面,VR结合红外眼动跟踪、双眼分视、人机交互等技术能够完全控制呈现给用户的画面,为实现个性化、自动化诊断提供了可能,并能够有效降低人力成本。在斜视、弱视诊疗方面,VR再结合其环境沉浸性、三维成像等技术,能够为用户提供丰富的画面,减少了斜视眼位测量、弱视眼间抑制量化上的检测技术难度;并可以通过模仿斜视聚散训练、弱视知觉训练等范式,提高斜视正位训练、弱视知觉训练和立体视训练的趣味性和依从性。增强现实技术与计算机生成的视觉增强、全息成像、三维音频提示和自适应光学相结合,可有效弥补低视力人群的视觉缺损,提高其生活质量。在近视防控领域,VR技术的利弊目前尚有争议,但仍具备潜在的应用价值。本文就虚拟(增强)现实技术在视功能评估与重建中的应用现状进行综述,并对其可能面临的挑战进行分析,以期推动医工融合在眼科诊疗领域的发展。
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编辑人员丨4天前
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人工智能技术在脊柱侧凸诊疗中的应用进展
编辑人员丨4天前
人工智能(artificial intelligence,AI)为计算机学科的一个分支,是一门用于研究、开发能够模拟人类智能的理论、方法、技术及应用系统的新兴科学,主要目标是使机器能够完成需要人类智能的复杂任务。随着大数据时代的到来,AI技术已广泛应用于机器视觉、语言识别、图像理解、遗传编程、机器人工厂和专家系统等专业领域。脊柱侧凸是最常见的脊柱三维畸形,不仅会引起患者外观与体型的改变,还会影响心理健康。临床中,由于脊柱解剖结构复杂、具有维持姿势的重要功能、脊柱外科手术有较长的学习曲线,使得脊柱侧凸的诊疗具有一定的挑战性。脊柱侧凸的临床大规模诊筛工作中易出现工作量大、易疲劳、高误诊率及漏诊率等现实问题。近年来,学者们发现AI技术具有的对样本数据内在规律和表征的深度学习能力,可应用于脊柱侧凸的诊断、筛查、手术决策、术中操作、预测预后和保守治疗等专业领域。然而,AI技术在现阶段仍有一定的局限性,在脊柱侧凸临床诊疗应用中存在诸多不足,包括数据采集不规范、技术研发难度大、技术固有缺陷、过度依赖及法律伦理等问题。借助文献数据库和相关数据共享网络,对近年来国内外AI技术在脊柱侧凸诊疗中的应用趋势和总体概况进行总结,旨在为今后开展AI技术临床应用及开发提供新的思路。
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编辑人员丨4天前
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肾上腺形态影像学测量及其临床应用的研究进展
编辑人员丨4天前
目的:总结肾上腺形态影像学测量及其临床应用的研究进展。方法:在中国知网、万方数据库、PubMed等数据库中,检索1999年1月—2023年12月有关肾上腺形态影像学测量和临床应用的相关文献。共检索2 897篇文献,排除内容不相符、无法获取全文、质量较低、证据等级不高、重复研究的文献,最终纳入文献39篇。从肾上腺形态影像学测量方法及指标、肾上腺形态学变化在疾病评估中的应用两个方面进行归纳和总结。结果:作为人体内分泌器官,肾上腺在维持机体稳态、疾病相关应激反应中起着至关重要的作用。肾上腺形态学的变化能在一定程度上反映其功能状态,也是肾上腺疾病影像诊断的主要依据之一。对于肾上腺形态的影像学测量,以往临床实践及科学研究中多以视觉大体观察或半定量分析为主。计算机辅助影像测量尤其是人工智能在器官分割中的应用日渐成熟,该技术可提供丰富的形态学指标,这些指标与多种疾病相关,并可用于肾上腺形态学的定量描述和分析。结论:肾上腺形态影像学测量方法逐渐自动化、测量指标多样化,可用于相关疾病的诊断、治疗策略制订与预后评估。
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编辑人员丨4天前
