多模态融合超声引导下经皮肾镜碎石术

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经皮肾镜碎石术(PCNL)适应症
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对于输尿管结石:

①输尿管上段结石;

②ESWL无效或逆行输尿管镜治疗失败的输尿管上段结石;
③结石长径在1.0cm以上,肾积水较严重;
④合并肾结石、肾盂输尿管连接部梗阻(UPJO)等需要顺行经皮肾穿刺肾造瘘一并处理者。

对于肾结石:
①所有需要手术干预的肾结石,包括≥2cm的肾结石、有症状的肾盏或憩室结石、ESWL及软镜治疗失败的肾结石等; 
②特殊类型肾结石,包括小儿肾结石,孤立肾、马蹄肾、移植肾合并肾结石等。


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PCNL成功的关键是建立合适、准确、和创伤小的经皮肾通道,一个完美的经皮肾通道可以最大限度地提高碎石清石的有效性并降低并发症概率,其中“肾盏穹窿-盏颈轴线”是理想的穿刺路径。



传统B超引导下穿刺的局限:

目前最常用的定位方式为超声,但超声分辨率较低,对于年轻医生来说操作难度大,学习曲线长。


对于无积水肾结石,普通B超下难以定位穿刺肾盏,穿刺风险大、出血概率高。


CT平扫具有良好的空间分辨率,可发现直径1mm的结石,也可清楚地显示包括阴性结石在内的结石形态和大小,成像清晰,可清楚地显示肾结石的形状、大小及位置,肾盂及各肾盏的空间位置及周围脏器的解剖毗邻。但CT是一种非实时的影像工具,无法直接应用于PCNL的穿刺引导过程。

多模态融合成像的定义:

该概念最早在20世纪90年代提出,指将同一目标的多源医学影像信息进行匹配,进行优势互补,从而提高对器官组织的分辨率和病灶的敏感性。对于PCNL手术来说,将B超与CT图像进行融合,集合两者优点辅助经皮肾通道建立是研究热点和难点。


多模态融合超声发展历程
  • 2010年

    第一代融合影像技术:将患者术前CT扫描的数据导入超声机,使CT与术中实时超声影像进行融合,与常规超声比较,这种技术能使建立通道更便捷、穿刺更精准。

  • 2014年

    第二代融合影像技术:在第一代的基础上加入了导航功能,穿刺过程中可显示针道的位置信息,提供足够的引导作用辅助术者进行精准穿刺。

  • 2020年

  • 第三代融合影像技术:在第二代的基础上实现在3D图像上进行穿刺,可从立体空间角度观察病灶与其周围器官关系,使操作过程影像更加生动逼真,可有效避免严重并发症的发生。

    研究现状
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总结:该研究通过ARIETTA 70超声仪将体外猪肾结石模型进行CT-US图像融合并行PCNL碎石清石,结果显示CT-US组穿刺定位时间明显短于超声组(P<0.01),穿刺成功率显著高于对照组(P=0.15)。

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总结:该项研究运用软件融合超声与3维成像,引导经皮肾穿刺,结果显示三维图像与超声融合可引导精准穿刺至目标肾盏,减少手术时间、出血和穿刺难度。

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总结:该篇综述中谈及有关CT融合超声引导经皮肾穿刺的发展现状,对于新型多模态融合超声,其具有自动化融合、实时引导、3D影像引导等优点,使PCNL手术更安全、简单、高效。


设备介绍

融合超声机:
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融合超声探头:
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电磁发射器:
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电磁传感器:
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穿刺架: 
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穿刺针:
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多模态融合超声引导PCNL操作流程
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技术创新

AI算法  影像融合  电磁引导

简单高效地辅助医生定位病灶、规划穿刺路径,快速引导建立精准介入通道。


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VENUS多模态融合超声系统


快速影像配准

智能器官分割,进行3D建模,将3维影像与实时超声配准

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实时万象融合

自动三维定标 ,将多模态影像与人体器官坐标系实时联系,形成任意角度影像融合

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精准融合

高效AI推理引擎 通过实时的动态us图像修正CT图像,克服因体位、呼吸等引起的器官形变和位移


针尖动态识别

在3D影像实时呈现穿刺针运动轨迹,同时在2D影像中显示针尖位置。同时在穿刺架和辅助线引导下提升穿刺的精度和安全性。

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优势对比:




相较于其他厂商的对比/认知式融合方式不同,VENUS融合超声系统不需要操作者在超声2D切面上主观地查找CT相应的切面进行校准融合,只需将CT图像导入系统即可自行迅速融合配准,既减少人工经验不足产生的误差,同时大大缩短了融合时间。


同时能生成3维重建图像,与超声和CT图像进行实时联动,多角度观察和评估术中情况。


辅以穿刺针架和穿刺辅助线,提升穿刺精度和安全性,利于年轻医生学习掌握。


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病例分享


病例1




45岁男性。因左侧腰痛1月余来院。检查腹部CT显示左肾结石,结石最大径约4.8cm。遂收入院行手术治疗。既往无特殊病史,无手术史。 

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完善术前检查及准备后行多模态融合超声引导下左侧PCNL治疗,手术顺利,手术时间40min。术后未见明显并发症,手术前后Hb下降6g/L,WBC术前4.2x109/L,术后8.1x109/L 。术后第5天拔管,第6天出院。出院8天后返院复查无碎石残留,拔除双J管。


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病例2




52岁女性。因体检发现左肾鹿角形结石住院。CT显示结石最大径4.2cm。遂收入院行手术治疗。既往高血压病史3年,血压控制可。无手术史。 


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完善术前检查及准备后行多模态融合超声引导下左侧PCNL治疗,手术顺利,手术时间110min。术后尿色稍红,余无特殊异常,手术前后Hb下降19g/L,WBC术前4.5x109/L,术后11.9x109/L,轻度升高,给予头孢唑林纳预防感染治疗3天。术后第5天出院。出院9天后返院复查无碎石残留,拔除肾造瘘管及双J管。

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总结:多模态融合超声引导PCNL进行精准穿刺


第一:将B超的实时性与CT的清晰两者优点相结合,可以帮助术者快速进行最佳穿刺路径规划,使穿刺路径的选择更加科学有据,对提高手术安全性和结石清除率有重要意义。


第二:通过三维重建,能对整个穿刺过程以3D影像的方式进行直观展示,利于初学者更快速地掌握PCNL的穿刺技巧、缩短学习曲线,让PCNL技术在基层医院也能够快速、安全、高效地开展。


第三:运用AI技术辅助图像配准、万象融合、精准融合、针尖识别等新技术,更精准、安全地引导通道建立,提升术者决策信心。


讲者简介

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周微
副主任医师,黄石市中心医院泌尿外科。
湖北省医师学会尿控委员会委员,湖北省泌尿外科腔镜联盟委员,湖北省性学会理事,黄石市泌尿外科专业委员会委员,黄石市医学会医疗事故技术鉴定专家库成员。
发表SCI论文及中华核心期刊论文多篇擅长泌尿外科各种腔镜手术,在鄂东南地区率先开展前列腺增生激光剜除及消融治疗、多模态核磁共振结合彩超经会阴前列腺穿刺活检、腹腔镜前列腺癌根治术、后腹腔镜下肾癌根治术、肾上腺肿瘤切除术、膀胱癌根治术、肾输尿管结石软镜钬激光手术、泌尿系结石体外冲击波碎石等。

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编辑:吴梦霞

审核:黄鹏程

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