基于混合现实与人工智能算法在股前外穿支血管定位中的前瞻性研究

摘要

目的 构建混合现实技术与人工智能算法的系统，评估其在股前外穿支皮瓣手术中定位血管的效果，为临床实践提供新的思路。方法 选取20例行股前外穿支皮瓣修复的患者，在下肢黏贴定位装置后行CT血管造影（CTA）扫描，将所得二维数据制成定位装置与血管等的三维模型，并通过混合现实技术实现穿支血管三维可视化。在HoloLens 2中开发人工算法，术中使用人工智能算法自动匹配定位装置与其三维模型以实现穿支血管与其三维模型的重叠。记录制取皮瓣区域内定位的穿支血管数量及术中探查的实际数量，以此计算基于CTA数据重建的血管识别正确率；测量系统定位的穿支血管穿出点与实际血管穿出点之间的距离，计算误差值；记录系统辅助下制取股前外穿支皮瓣的手术时间，并与常规方法制取皮瓣的手术时间进行对比分析。探讨该系统的临床实用性。结果 CTA数据重建的穿支血管30个，手术中探查发现实际存在32个，识别正确率为93.75%；系统定位的穿支血管穿出点与实际穿出点的平均距离为（1.65±0.52） mm，系统定位下制取皮瓣的平均手术时间为（43.45±4.6） min，常规方法制取皮瓣的手术时间为（57.6±7.9） min。所有穿支皮瓣均成活，1例皮瓣术后7 d出现感染，1例皮瓣局部坏死，经对症治疗后延迟愈合。结论 本研究搭建的系统可以通过混合现实技术实现穿支血管三维可视化，利用人工智能算法提高穿支血管定位精度，在穿支皮瓣制取手术中具有应用潜力。

关键词

混合现实 / 人工智能算法 / 股前外穿支皮瓣 / 穿支血管

基金资助

重庆市教委科学技术研究项目（KJQN202300124,KJQN202400105）; 重庆大学附属肿瘤医院重点实验室开放基金项目（cquchkfjj005）