科学家创造了三维膀胱重建

医生检查膀胱是否有肿瘤或结石的方法就像用手电筒探测洞穴的轮廓。他们将摄像机固定在长而灵活的内窥镜仪器上，发现有时很难定位膀胱血管内壁的肿块位置。

斯坦福大学研究人员开发的一种新的计算机视觉技术可能会改变这种情况，这种技术可以创造三维空间膀胱从内窥镜的短暂图像中重建。通过医学和工程学的融合，医生可以绘制器官图谱，更好地为手术做准备，并发现早期癌症复发。看到视频。

“这个项目的美妙之处在于，我们可以获取医生已经在收集的数据，”电气工程系助理教授奥德丽·鲍登(Audrey Bowden)说。她是最近发表在生物医学光学表达这就是方法。

膀胱癌在所有癌症中复发率最高。根据医学院泌尿学副教授、该论文的共同高级作者约瑟夫·廖(Joseph Liao)的说法，50%到70%的肿瘤在切除后会复发。能够看到每个患者的膀胱作为一个三维模型可以改善手术计划和监测癌症复发。

膀胱内窥镜检查是癌症治疗的重要组成部分。任何可以改善内窥镜检查的方法都是有帮助的。”“为了更有效地切除肿瘤，外科医生一直在寻找更好的方法来观察癌症。”

广泛适用的技术

这项技术的优点之一是，医生不需要购买新的硬件或大幅修改他们的技术。通过使用先进的计算机视觉算法，该团队利用常规膀胱镜检查的视频片段重建了膀胱的形状和内部外观，这些视频通常会被丢弃或一开始就没有被记录下来。

“在内窥镜检查中，我们产生了很多数据，但目前它们都被丢弃了，”廖说。

虽然该团队开发了用于膀胱的技术，但它可以应用于其他中空器官，包括胃或结肠，医生通常在那里进行内窥镜检查。“我们是第一个使用标准临床设备实现完整的3d膀胱模型的团队，这使得这项研究可以快速转化为临床实践，”论文的第一作者、斯坦福大学最近的博士研究生和博士后研究员、谷歌目前的软件工程师Kristin Lurie说。

据廖医生介绍，这些三维图像可以帮助医生为手术做准备。膀胱的病变、肿瘤和疤痕在手术初期和手术中都很难发现。

“有时候你会感觉不到——我在膀胱里的什么地方?”廖说。在手术前看到一个器官的三维图像，就像在出发旅行前有一张地图，可以让医生的手术更容易。其他潜在的应用包括使用3d重建作为视觉医疗记录。

准确的呈现

为了测试膀胱重建的准确性，该团队首先基于3d打印膀胱的内窥镜图像创建了一个模型，即组织幻影。因为组织幻影的细节是已知的，研究人员可以直接比较他们的渲染与真实的东西。根据Bowden的说法，组织幽灵为生物模型分析提供了一个标准。该团队发现，它的三维渲染与组织幻影匹配，几乎没有错误。

研究人员表示，这项技术在同类研究中尚属首例，仍有改进的空间。首先，三维模型倾向于使凸点变平膀胱壁,包括肿瘤。单独使用这个模型，可能会使肿瘤更难被发现。该团队现在正在努力提高模型在形状和细节上的真实性。

据研究人员称，未来的发展方向包括使用该算法对膀胱内的疾病和癌症进行长期监测，以检测微妙的变化，以及将其与其他成像技术相结合。

廖说:“这项技术潜力巨大，更不用说在虚拟器官周围导航的乐趣了。”

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