摘要：有限元方法创立于20世纪40年代,最初为结构工程设计.Brekelma于1972年首次应用于生物力学领域.近10年来,有限元方法日益成为生物力学中主要的分析手段.目前,三维非线性有限元模型已经能将韧带、肌肉等组织结构加入到模型中进行分析,使之更接近真实的生理情况.对临床研究而言,有限元方法是人体体外实验中一种很有价值的方法.通过CT和MRI获得的几何断层图像数据提取边界轮廓数据进而完成几何建模,其数据量大,建模精度较高,成本相对较低,是目前建模普遍采用的方法.

摘要：目的探讨多模态影像三维重建联合神经导航在功能区胶质瘤手术中的作用。方法回顾性分析2018年4月至2021年3月于北京大学第三医院神经外科行手术治疗的30例累及功能区胶质瘤患者的临床资料。术前将患者的头颅增强MRI、弥散张量成像CT血管成像(或磁共振血管成像)等数据进行影像融合以重建神经纤维束、肿瘤、血管、颅骨等结构,从而设计最佳手术路径,并应用于神经导航指导肿瘤的切除。术后72h复查头颅MRI以判断肿瘤切除程度。术后1周、1个月及3个月分别采用波土顿诊断性失语症检查量表评估语言功能,采用简化Fugl-Meyer运动功能量表评估运动功能。结果通过三维影像重建结果,所有患者均可清晰显示肿瘤与周围的重要神经纤维束、动脉、静脉等的解剖关系,明确神经纤维束的位移和破坏、供血动脉及引流静脉情况。30例患者中,肿瘤累及运动区21例,累及语言区25例。肿瘤全切除28例(93.3%),次全切除2例(6.7%)。21例术前存在神经功能缺损症状的患者中,末次随访时,20例术后神经功能改善,1例神经功能同术前;9例术前无神经功能缺损症状的患者术后出现一过性神经功能缺失相关症状,1周后症状消失。结论应用多模态影像三维重建肿瘤及周围神经纤维束、血管等重要结构,从而设计手术入路并应用于术中导航以指导手术,有助于对脑功能区的保护并提高手术疗效。

摘要：目的:探讨弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)联合Dextroscope虚拟现实技术(virtual reality,VR)在功能区胶质瘤患者手术的作用。方法:回顾性纳入2015年1月至2019年1月北京大学第三医院经手术治疗的35例累及语言区及运动区的胶质瘤患者,术前将患者的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)、DTI、磁共振动脉成像(magnetic resonance arteriography,MRA)等数据输入Dextroscope虚拟现实系统中进行影像融合,重建神经纤维束、肿瘤、血管等重要结构,模拟操作并设计个体化手术方案,从而指导手术治疗,术后1周、1个月及3个月评估神经功能。结果:通过进行肿瘤及周围神经纤维束、血管、脑组织等结构的三维虚拟现实影像重建,可清晰判断纤维束位移与破坏,显示肿瘤与重要纤维束、动脉、静脉等的解剖关系。所有患者均成功完成虚拟现实的手术模拟与手术设计,所得三维影像与术中所见基本吻合。35例患者中,累及运动区10例,累及语言区14例,同时累及语言区和运动区11例,肿瘤影像学全部切除30例(85.7%),次全部切除5例(14.3%),术后神经功能改善34例(97.1%),1例较术前无改善(2.9%)。13例术前无神经功能缺失患者,术后出现一过性神经功能缺失,术后10 d左右恢复;22例术前存在神经功能缺失患者,其中12例患者术后1周评估时神经功能改善,9例患者术后1个月随访改善,1例运动区复发胶质母细胞瘤患者术后肢体活动障碍加重,术后2个月肿瘤再次复发因脑疝死亡。结论:应用Dextroscope虚拟现实系统三维重建肿瘤及周围神经纤维束、血管,通过解剖研究以及手术模拟,有助于个体化设计最佳手术方案,提高手术疗效。