个性化颅内动脉瘤介入手术模拟关键问题研究

Arterial intracranial aneurysm is one of the most dangerous cerebrovascular diseases, which has a high disability and fatality rate and is known as a walking time bomb. This project will study on a series of key problems for simulation of patient-specific intracranial aneurysm intervention, which is of high complexity and high risk. Based on clinical requirements and our previous relevant achievements, this project will investigate the following: segmentation and modeling of patient-specific intracranial aneurysms from patient images, modeling of surgical devices for intervention embolization, simulation of coil embolization procedures, the mechanism and design of force feedback which can be quantifiable，clinical validation and evaluation of the developed simulation system. This project aims at developing a clinical, realistic, immersive and interactive patient-specific simulation training system, for the fresh physicians to master the required surgical skills, and for the experienced physicians to rehearse the surgical procedures as well as develop new surgical techniques. It is expected that this study will be valuable to simulation of other tubular structures interventions.

颅内动脉瘤是最危险的脑血管疾病之一，具有很高的致残率和致死率，被称为颅内的“不定时炸弹”。本项目以操作复杂和高风险的颅内动脉瘤介入手术为研究对象，对个性化颅内动脉瘤介入手术模拟关键问题展开研究。结合临床需求和前期研究基础，主要研究内容包括：个性化颅内动脉瘤图像分割与建模、介入栓塞器械建模及动脉瘤介入手术行为模拟方法、精细化可定量化力反馈机制及其装置设计、手术模拟系统的临床验证和评估方法。本项目旨在提供一个面向临床需求的、具有真实感、沉浸感和交互感的个性化颅内动脉瘤手术模拟训练系统，一方面供年轻医生学习颅内动脉瘤介入手术技能，另一方面作为有经验医生手术预演和探讨新手术方法的实验平台。本项目对人体其它管状系统的介入手术模拟研究具有参考价值。

颅内动脉瘤是最危险的脑血管疾病之一，具有很高的致残率或致死率，被称为颅内的“不定时炸弹”。本项目以操作复杂和高风险的颅内动脉瘤介入手术为研究对象，对个性化颅内动脉瘤介入手术模拟关键问题展开研究。结合临床需求和前期研究基础，主要研究内容包括：颅内血管图像分割与建模、三维血管模型的数字几何处理、介入栓塞器械建模及介入手术行为模拟方法、颅内动脉瘤介入手术模拟系统构建及其验证。本项目提出了颅内血管图像分割新方法、三维血管几何模型中心线提取方法、多器械介入手术行为模拟方法、研发了颅内动脉瘤介入手术模拟训练系统。该系统提供了一个具有真实感、沉浸感和交互感的介入手术模拟环境，年轻医生可以学习训练颅内动脉瘤介入手术技能，锻炼手眼协调能力，避免直接在患者身上进行手术技能训练。本项目研究成果丰富了虚拟介入手术理论内容，对人体其它管状组织的介入手术模拟以及相应模拟设备的研制具有参考价值。.本项目总共发表了13篇论文，其中SCI期刊论文11篇，EI检索论文10篇，申请发明专利8项，其中已授权3项，培养博士研究生2名，硕士研究生1名，本科生1名。