[發(fā)明專利]一種腦深部腫瘤與白質(zhì)纖維束關(guān)系模型及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011580452.3
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112562073B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉麗華;秦文;丁浩;王國鶴;于春水
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市第一中心醫(yī)院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T5/50;G06T7/11;G06T7/136;B29C64/386;B33Y50/00
• 代理公司: 天津市尚儀知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12217
• 代理人: 楊盼盼

本發(fā)明提供一種腦深部腫瘤與白質(zhì)纖維束關(guān)系模型及其制備方法，通過MR多模態(tài)成像序列，獲得腦深部腫瘤及鄰近白質(zhì)纖維束、腦實質(zhì)的3D高分辨掃描圖像。對得到的原始圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模后處理軟件，對腦深部腫瘤及內(nèi)部出血、周圍水腫、鄰近功能纖維束及腦實質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖像融合、分割、重建，獲得腦深部腫瘤立體解剖模型，可導(dǎo)入彩色3D打印機(jī)打印出針對腦腫瘤的個體化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)3D打印實體模型。精確定位腦腫瘤及其鄰近關(guān)鍵視束、皮質(zhì)脊髓束、胼胝體等白質(zhì)纖維束、腦實質(zhì)的前后、上下空間關(guān)系。降低術(shù)后視覺、運動功能障礙發(fā)生概率，滿足精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)評估與手術(shù)的需要。用于術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)模擬和作為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)教學(xué)培訓(xùn)模具，提高醫(yī)學(xué)培訓(xùn)教學(xué)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療用模型技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種腦深部腫瘤與白質(zhì)纖維束關(guān)系模型及其制備方法。

背景技術(shù)

腦深部腫瘤傳統(tǒng)顯微手術(shù)全切除率低、致殘率高，術(shù)后易造成永久性神經(jīng)功能障礙，如何最大程度安全、精準(zhǔn)的切除腫瘤顯得尤為重要。腦深部腫瘤多見于膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤、淋巴瘤等，由于腫瘤位于深部腦實質(zhì)及功能區(qū)皮層深方，手術(shù)風(fēng)險很高；如何精準(zhǔn)、安全、快速、完整地切除腫瘤，一直困擾著神經(jīng)外科醫(yī)生。

臨床實踐中，皮質(zhì)下傳導(dǎo)通路－腦白質(zhì)纖維束的走行存在個體化差異，腫瘤周圍腦白質(zhì)纖維呈推移、擠壓、中斷破壞的程度，腫瘤與神經(jīng)纖維的前后上下左右空間三維關(guān)系可視化受限，臨床上，不同神經(jīng)外科醫(yī)生及醫(yī)學(xué)生自身的空間想象力不同、僅依靠二維層面對手術(shù)區(qū)結(jié)構(gòu)三維空間理解困難等影響因素的存在，導(dǎo)致術(shù)者對腦深部腫瘤的精準(zhǔn)術(shù)前評價、術(shù)中腫瘤切除的精準(zhǔn)實施及有效的醫(yī)學(xué)外科培訓(xùn)及醫(yī)學(xué)教學(xué)實踐面臨一定的困難與挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種腦深部腫瘤與白質(zhì)纖維束關(guān)系模型及其制備方法，尤其是基于MR多模態(tài)成像序列，構(gòu)建腦深部腫瘤與神經(jīng)纖維束關(guān)系的3D打印精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)模型，有效地個體化評估相關(guān)腦深部腫瘤與鄰近功能纖維束前后、上下空間關(guān)系，提高醫(yī)生對手術(shù)區(qū)復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)的精確術(shù)前理解，術(shù)前識別高風(fēng)險區(qū)域并預(yù)測潛在并發(fā)癥，術(shù)中有效保護(hù)鄰近功能纖維束的同時最大范圍地切除腫瘤，有效降低鄰功能纖維束損傷后腦患者術(shù)后神經(jīng)功能致殘率，增加外科醫(yī)師手術(shù)信心，減少手術(shù)中不必要的探索時程，亦可用于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)教學(xué)模具及外科操作培訓(xùn)實踐，增加醫(yī)學(xué)教學(xué)效果的一種腦深部腫瘤與白質(zhì)纖維束關(guān)系模型及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種腦深部腫瘤與白質(zhì)纖維束關(guān)系模型制備方法，包括以下步驟，

S1：采用MR多模態(tài)同容積掃描序列進(jìn)行圖像采集；

S11：采用強(qiáng)化T1WI或優(yōu)化磁化準(zhǔn)備的快速梯度回波序列采集強(qiáng)化的腫瘤實質(zhì)；

S12：采用液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列提取腫瘤周圍水腫及內(nèi)部囊變；

S13：采用SWI序列采集病變內(nèi)部出血；

S14：采用擴(kuò)散張量成像及圖像后處理分割、集成腫瘤周圍重要白質(zhì)纖維束，所述白質(zhì)纖維束包括皮質(zhì)脊髓束、皮質(zhì)核束、視束、胼胝體、弓形纖維、扣帶束、視輻射；

S15：采用快速梯度回波序列及可變反轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列分割大腦、小腦及腦干結(jié)構(gòu)；

S2：基于MRI多模態(tài)圖像的腦深部腫瘤數(shù)字化、集成式建模；

S21：采用擴(kuò)散張量成像序列纖維束追蹤成像分割、集成腫瘤周圍白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)，所述白質(zhì)纖維束包括皮質(zhì)脊髓束、皮質(zhì)核束、視束、胼胝體、弓形纖維、扣帶束、視輻射，將獲得的擴(kuò)散張量成像圖像導(dǎo)入圖像后處理工作站MR擴(kuò)散張量成像軟件包，進(jìn)行相應(yīng)白質(zhì)纖維束追蹤，保存為可操作的DICOM格式可識別圖像；

S22：采用強(qiáng)化T1WI或優(yōu)化磁化準(zhǔn)備的快速梯度回波序列顯示為高信號的腦深部腫瘤采集強(qiáng)化的腦腫瘤實質(zhì)部分；

S23：采用液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列選擇合理閾值提取顯示為長T2信號的腫瘤周圍水腫及內(nèi)部囊變部分；