机器人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手术。它们需要经验丰富的医生，需要反复注射造影剂和x射线成像，这是耗时的试验和错误。这导致了结局的可变性和不可忽视的并发症发生率。训练模拟器，如ANGIO MentorTM (Simbionix LTD.)。Israel, 2008)有可能显著减少医生的学习曲线，提高他们的表现，并减少结果的可变性。一个关键的限制是模拟器依赖于技术人员根据CTA扫描生成的手工定制的解剖模型，这对于临床环境中的每个患者来说是不切实际的。

患者特定的模拟需要分割整个血管解剖结构，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)。椎动脉是需要的，但不是模拟所必需的。这些血管结构通常具有非常大的患者内部和患者之间的强度和几何形状变异性，是具有相似强度值的近骨结构，并且受到金属物体(如牙科植入物)引起的成像伪影的影响。此外，在许多病理病例中，颈动脉分叉周围严重狭窄常导致分割失败。因此，针对患者的模拟模型的生成是一项具有挑战性的任务。

材料与方法
在这项研究中，我们使用我们的新方法对所得到的分割模型进行了初步评估，用于患者特异性颈动脉介入放射学模拟。该方法从基于形态的主动脉分割开始，并构建动脉的先验强度概率分布函数。然后，使用基于自适应耦合体素强度、强度先验和几何血管形状先验的新边缘权重函数的图最小切割方法分割颈动脉。最后，使用相同的图切优化框架，交互式地去除一些血管段，并填充由强度变化引起的微小血管不连续。
在这项研究中，我们使用了Simbionix ANGIO MentorTM (Simbionix LTD.)。以色列，2008)站。ANGIO MentorTM是一个集成的软件和硬件血管内模拟平台(图1a)。它模拟基于诊断CTA和血管模拟模型的介入血管过程。它支持真实的触觉导管插入和操作反馈(图1b)，并创建连续的透视x射线成像、透视c臂定位和模拟造影剂注射(图2a-c)。详情请见http://www.simbionix.com
4个CTA数据集，使用100cc无碘造影剂，并以每秒3-4cc的速度快速注射辅助注射。CTA扫描由Sensation 16 Siemens Medical Solutions扫描仪(Forchheim, Germany)获取，平面内像素大小0.5x0.5mm2，矩阵大小512x512，切片间距0.55mm，共750片。根据CTA图像生成患者特定模型如下所示。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具有中心线、分叉点和血管半径的三维网格。在一台标准PC上，整个仿真模型生成所需的时间不超过10分钟，其中大部分计算时间没有交互。

结果
然后将仿真模型直接转移到Simbionix ANGIO MentorTM模拟器平台。然后我们进行了常见的介入放射学操作，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显示了患者特定模型模拟的样本快照。
展示我们的3D模型模拟的影片，可在http://www.cs.huji.ac.il/~freiman/vessels-cut
模拟完美无缺地实时运行了一个多小时。用户报告了极大的真实感和出色的整体体验，这明显优于之前手动生成模型的类似体验。虽然这个模拟实验是定性的和初步的，但它构成了临床CTA扫描的实际患者特异性颈动脉介入放射学模拟的概念证明。

结论
我们已经从临床CTA扫描中提出了一个实用的患者特异性颈动脉介入放射学模拟的概念证明。使用先前提出的技术生成患者特定模型，并成功用于临床模拟。我们的结果表明，生成的模型是准确的，稳健的，并为特定患者的模拟提供有用的信息。
我们目前正在扩大患者特定模型的使用，用于术中模式引导的介入放射手术。