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早期肺癌热门选择肺段切除术,AI三维重建助力医生

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伴随低剂量螺旋CT于体检里的普遍应用,越来越多的早期肺癌于“无形”之中被筛查而出,这些早期被发现的肿瘤通常体积微小、位置较深,仿若一颗埋于肺组织深处的“定时炸弹”。传统来讲,针对这类肺癌,标准的外科治疗乃是“肺叶切除术”,也就是切除涵盖肿瘤的整片肺叶,此种方法虽说根治效果良好,然而也意味着要切除掉相当一部分健康的肺组织,给患者术后肺功能以及长期生活质量造成不小的影响。

于是,一种更为精细的、被称作肺段切除术的用于“保肺”的手术,逐渐进入了人们的视野,并且成为了治疗早期肺癌的热门选择,其目标是非常明确的,即在一定前提下,也就是确保肿瘤能够被完整切除、从而达到根治效果的这个前提下,要最大限度地去保留健康的肺组织,以此让患者在术后能够更好地进行呼吸,进而维持正常生活。

什么是肺段切除术?精准切除的“最小单元”

假设将我们的左右肺当作两棵大树,那么五片“肺叶”便是主要的树干以及大树枝。而“肺段”,乃是大树枝上更为细小的分枝,是肺组织独立的功能与结构单元。肺段切除术,按其名称意思而言,就是精确切除包含肿瘤的那个“小分枝”(肺段),同时留存同一片肺叶内其他健康的“分枝”。这如同只需修剪一棵大树上生病的细枝,而不用砍掉整根主杈,达成了“鱼与熊掌”的兼得。

挑战何在?肺部“交通网”的复杂性与变异性

然而,肺段切除术被视作普胸外科范畴内技术难度相当高的手术之一,其核心难点处在肺部的解剖结构异常繁杂存在个体化差别中,肺部的动脉、静脉以及支气管仿若一个立体、交错、层叠的”交通网络“,并且在人群里,大概有30%的人存在解剖变异,也就是血管和支气管的走行、分支形态于教科书里的“标准图谱”上并不完全类似,这极为复杂,如此一来。

传统手术模式里,医生手头仅持有常规的胸部CT平片,那是一张张黑白的二维“切片图”。医生得依靠丰富经验,就好似玩拼图那样于自身大脑里将数百张切片“重建”成立体的肺部结构,还要想象肿瘤跟周围关键血管、支气管的三维空间关系。这种“脑内重建”极其依赖经验,并且存有不确定性。手术进行期间,一旦针对关键结构的判断产生偏差,不小心损伤了重要的血管或者支气管,就有可能引发大出血、术后持续漏气等严重并发症,甚至有可能被迫中途转变为切除范围更大的肺叶切除术,这跟微创保肺的初衷完全相悖。

AI三维重建:赋予医生一双“透视眼”

人工智能(AI)技术正成为胸外科医生应对那道存有高难度的“立体几何题”时扮演的堪称“超级助手”以及“导航仪”的角色,其中,AI三维重建技术给精准肺段切除带来了具革命性的改变。

这项技术的奇妙之处在于其具备的速度以及精准度,医生把患者的超薄层胸部CT数据输入至AI系统,仅仅需要一两分钟的时间,AI便能自行完成以往得靠人工花费数十分钟甚至数小时才能做到的工作,也就是生成一个能够进行360度旋转、随意缩放、分层呈现透明效果的彩色3D肺部模型,在医学临床诊治当中极为实用。

在这个逼真的“虚拟肺”模型上,一切一目了然:

肿瘤的定位情况是,肺部存在结节也就是肿瘤,其具体所处的位置是,究竟处于哪一个肺段,更为精准具体地说呢,又是处于该肺段之下哪一亚段的精确地址。

显示结构,段动脉紧邻肿瘤,其立体走行、管径粗细、分支情况得以呈现,段静脉紧邻肿瘤,其立体走行、管径粗细、分支情况得以呈现,段支气管紧邻肿瘤,其立体走行、管径粗细、分支情况得以呈现。

发觉变异情况,能够明确呈现出患者是不是存有解剖学方面的变异现象,像是血管数量多一根或者少一根,支气管起源位置异常等。

AI宛如给外科医生配备了一副“数字透视眼镜”,那原本隐匿于肺组织深处的管道系统,其错综复杂,是一条条、一根根的,被清晰地勾勒出来,且高清无损地呈现在眼前。

从“经验猜测”到“数据驱动”:AI指导下的精准手术规划与导航

早期肺癌热门选择肺段切除术,AI三维重建助力医生(图1)

在术前,基于AI构建起了一份精准的“数字地图”,借助这份“数字地图”,手术的整个流程,从原本依赖经验的“艺术”转变为,基于数据的“科学”。

1. 术前开展精准规划,医生能够于3D模型之上实施“虚拟手术”,反复去模拟切割路径,预先精确锁定那些需要游离、结扎以及切断的靶段血管与支气管,明确肿瘤的安全切缘究竟应为多少毫米。倘若肿瘤恰巧生长在两个肺段的交界处,医生还能够筹备更为复杂的“联合亚段切除”方案。手术方案的制定并非是“拍脑袋”式的经验决策,而是通过充分计算以及模拟验证的个体化、最优方案。

2. 手术当中的实时导航(前沿应用),更先进些的技术,是把术前制作完成的AI三维模型,借助增强现实(AR)器件,于手术进程里实时叠加至患者实际的胸腔视野范围之内。医生佩戴特制的眼镜或者经由屏幕,便能够看见虚拟的血管、支气管走向同真实解剖构造实现完美交融的影像。这就好比是在手术期间具备了“实时导航”,医生能够“按图索骥”,大幅度地降低了误伤到重要结构的风险,提升了手术的安全性以及流畅度。

结语:微创肺手术迈入智能导航新时代

在微创肺手术里的AI三维重建技术处,其本质是构建起了一个新模式,这个模式是“精准术前规划然后加上术中导航辅助”的现代外科类模式,它把复杂且精细的肺段切除术有所转变,之前是高度依赖医生个人经验以及空间想象能力的“手艺活”,如今转变成了有着精准数据导航且可重复性还高的,那个“技术流”。

对于众多早期肺癌患者来讲,这表明在取得肿瘤根治成效之际,能够留存更多珍贵的肺功能,术后恢复更为迅速,生活质量更为优良。AI三维重建,乃是微创肺外科范畴的“智能GPS”。它正引领着胸外科手术朝着更加精准、更加微创、更加个性化的未来态势稳健行进。这不但属于技术的进步,更是对“以患者为中心”医疗理念的鲜活实践。

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