自动化21日xx

目的
微创血管内手术，如颈动脉、冠状动脉和心脏血管造影手术是介入放射学中常见的。它们需要有经验的医生，需要反复注射造影剂和x射线成像，进行耗时的试验和错误。这导致了结果的可变性和不可忽略的并发症发生率。训练模拟器，如ANGIO MentorTM (Simbionix LTD.)。Israel, 2008)有可能显著降低医生的学习曲线，提高他们的表现，并降低结果的可变性。一个关键的限制是模拟器依赖于由技术人员根据CTA扫描生成的手工定制的解剖模型，这是不切实际的，在临床环境中为每个患者生产。

针对患者的模拟需要分割整个血管解剖，包括颈总动脉(CCA)、颅外颈内动脉(ICA)和颈外动脉(ECA)、ECA分支、颈动脉分叉(CB)、锁骨下动脉(SA)和主动脉弓(AA)。椎动脉是理想的，但不是模拟所需的。这些血管结构通常有非常大的患者内部和患者之间的强度和几何形状的变化，是接近骨骼结构的强度值相似，并受到金属物体(如种植体)造成的成像伪影。此外，在许多病理病例中，颈动脉分叉周围严重狭窄往往导致分割失败。因此，生成针对患者的仿真模型是一项具有挑战性的任务。

材料和方法
在本研究中，我们使用针对患者的颈动脉介入放射学模拟的新方法，对所产生的分割模型进行了初步评估。该方法首先对主动脉进行基于形态学的分割，然后构造动脉的先验强度概率分布函数。然后，利用新的边缘权重函数自适应耦合体素强度、强度先验和血管几何形状先验的图像最小切割方法对颈动脉进行分割。最后，利用相同的图切优化框架，交互式地去除少量血管段，并填充由强度变化引起的微小血管不连续性。
在这项研究中，我们使用了Simbionix公司的angiomentortm。以色列,2008)。ANGIO MentorTM是一个软硬件一体化的血管内仿真平台(图1a)。它模拟介入性血管程序基于诊断CTA和血管模拟模型。它支持逼真的触觉导管插入和操作反馈(图1b)，并创建连续的透视x线成像、透视c臂定位和模拟造影剂注射(图2a-c)。更多详细信息，请参见http://www.simbionix.com
4组CTA数据集是用100cc的无碘造影剂和3-4cc /秒的快速注射辅助获得的。CTA扫描是在Sensation 16西门子医疗解决方案扫描仪(Forchheim, Germany)上获得的，平面像素大小为0.5x0.5mm2，矩阵大小为512x512，片间距为0.55mm，共750片。根据CTA图像生成的患者特异性模型如下。首先，采用近乎自动化的方法对颈动脉系统进行分割，利用VMTK软件库自动网格划分和中心线生成模块计算出包含中心线、分叉点和血管半径的三维网格;在一台标准PC上，整个模拟模型的生成所需时间不到10分钟，大部分计算时间都没有交互作用。

结果
仿真模型直接传输到Simbionix ANGIO MentorTM仿真平台。然后，我们进行了常见的介入性放射学操作，如导管插入和操作，球囊定位和扩张，以及在患者特定模型上放置支架。图2a-c显示了针对特定患者模型的模拟的样本快照。
显示我们的3D模型模拟的电影可以在http://www.cs.huji.ac.il/~freiman/vessels-cut
在一个多小时的实时模拟中，模拟运行得完美无缺，并且成功。用户报告了非常棒的真实感和优秀的整体体验，这比之前手动生成模型的类似体验要好得多。虽然该模拟实验是定性的和初步的，但它构成了临床CTA扫描中实际患者特异性颈动脉介入性放射学模拟的概念证明。

结论
我们从临床CTA扫描中提出了一个实际患者特异性颈动脉介入性放射学模拟的概念证明。利用之前介绍的技术生成了患者特定的模型，并成功地用于临床模拟。我们的结果表明，生成的模型是准确的，稳健的，并提供有用的信息，以患者具体的模拟。
目前，我们正在扩大使用患者特定的模型进行术中模式指导的介入性放射治疗。