传统诊疗中，超声、CT、MRI等二维医学影像存在的单一层面评估受限、图像不清晰等问题，使得病灶区域立体空间结构无法精确呈现，给医生的病情评估和手术开展带来了一定的难度。

因此建立“逼真”的三维重建模型，全方位立体式地对病灶及其周围器官关系进行观察，可以对目标区域做出更精准的分析，也可以为术前规划、患者咨询、手术培训和术中导航等提供更直观的数据支持，从而有效协助医生工作。

今天，我们解读来自欧洲泌尿外科协会、意大利都灵大学等高水平科研单位的众多专家2022年最新发表于European Urology（IF=20.096）的文章：Three-dimensional Model Reconstruction: The Need for Standardization to Drive Tailored Surgery. 文章强调了3D虚拟模型的临床实用性，对获取3D虚拟模型的流程进行了梳理，并指出工程师技术水平、过度平滑处理易丧失模型真实性等多种因素对3D模型质量的影响，因此提倡以多学科合作参与制定标准化的方法来构建三维虚拟模型，从而更好地实现对患者进行个性化治疗的目标。

个性化治疗是指根据单个患者的具体解剖结构和疾病特点量身定制的干预措施，可理解为定制化手术。

将二维图像进行三维可视化，既可以减少查看空间轴（轴向、冠状和矢状）上的两个或三个图像来分析患者解剖结构的麻烦，又可以使用3D虚拟、3D打印等技术来轻松解释复杂解剖结构和空间关系。

3D虚拟模型所需的先决条件是3D重建，而3D重建这项技术直接源自工程背景，对于医生来说并不熟悉。获取高清3D虚拟模型的理想工作流程如下图所示。

图像导出

使用计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)系统进行数字成像（拍片），将成像后的医学图像结果(DICOM标准)导出到处理软件，期间，设备成像质量直接影响到3D重建的精度。

预处理

软件在完整的DICOM图像序列中识别目标器官和定位相关图像，并对图像进行优化处理，如去噪、增强等。

分割阶段

专用软件对兴趣区域进行识别和分割，可采用自动化、手动相结合的方式，即提升分割标准化流程，同时确认和改善分割的精度和结果，其中，依据生物医学工程师经验结合外科医生的指导所进行的手动确认和优化是获得高质量3D模型的基础。

后处理阶段

将分割结果导出为标准格式，通过平滑算法以提高3D模型的可视化。过度平滑会丧失器官本身的真实性，在3D建模时，“美观”并不等同于 “精确”，因此外科医生与生物医学工程师之间通过讨论，寻求 “美观”与“精确”之间的最佳平衡。

3D重建后

该3D影像可以上传到任何电子设备，如2D大屏、头戴式显示系统、机器人控制台等，以进行虚拟 3D 可视化，或者可以使用3D 打印机来打印 3D模型。如下图所示：

(A,B) 具有对比增强的计算机断层扫描 (CT) 扫描。 (C) 分割阶段以识别不同的解剖结构。 (D) 获得的 3D 模型可以在 CT 图像上重叠。 (E) 3D 虚拟模型可视化。

（F，G）前列腺的多参数磁共振成像（MRI）。 (H) 分割阶段以识别不同的解剖结构和病变位置及其包膜接触面。 （I）得到的3D模型可以叠加在MR图像上； 囊外延伸部分以浅绿色突出显示。 (J) 3D 虚拟模型可视化。

由于需要经过多个流程和使用不同软件包，所以尽管有用于创建3D虚拟模型的通用工作流程，目前3D建模的质量依旧良莠不齐。此外，高质量、可靠、真实的3D虚拟模型的制作始于良好互动的多学科交叉团队，不仅具备专业知识，也能对3D影像的质量和实用性进行优化。所以，通过放射科医师、生物医学工程师和外科医师的通力合作，运用专业知识来最大限度地提高产品质量，才有可能实现放射科医师的影像需求、生物医学工程师的技术要求和外科医师的临床期望。

标准化3D建模方法，是解决临床应用中实践障碍的关键，生物医学工程师、放射科医师和外科医生的共同参与进行相关指南的制定，以建立和验证3D虚拟模型在医疗用途中的通用标准。

文献来源

Checcucci E, Piazza P, Micali S, Ghazi A, Mottrie A, Porpiglia F, Puliatti S; Uro-technology, SoMe Working Group of the Young Academic Urologists of the European Association of Urology. Three-dimensional Model Reconstruction: The Need for Standardization to Drive Tailored Surgery. Eur Urol. 2022 Feb;81(2):129-131. doi: 10.1016/j.eururo.2021.11.010.

卡本自成立以来就与中国医学科学院肿瘤医院深圳医院、中山大学附属第三医院等诸多三甲医院形成临床指导研发、产品回馈临床的工作流，始终秉承科技精进医疗、智能守护生命的理念，积极开展多学科临床合作，以此提高3D虚拟模型的质量。

与此同时，卡本医疗汇集了来自西门子医疗、开立医疗、美国宾夕法尼亚大学、约翰霍普金斯大学、南京理工大学等全球高端医疗研发和科研单位的多学科人才，以先进的技术、创新的理念赋能非血管介入治疗的发展。

卡本医疗团队自主研发的Venus多模态影像融合超声系统是通过AI算法、影像融合、电磁引导等前沿技术，将静态CT/MR序列与动态超声实时融合，直观呈现3D、2D脏器解剖结构，辅助医生规划手术穿刺路径，快速引导建立精准手术通道，是提高手术安全性和效率，减少病患痛苦，缩短手术时间的综合解决方案。