Побудова тривимірної моделі кровоносної системи головного мозку для задач планування і тренування проведення нейрохірургічних втручань

Автор(и)

  • Oleg Avrunin Харьковский национальный университет радиоэлектроники
  • Maksym Tymkovych Харьковский национальный университет радиоэлектроники
  • Anatoliy Bykh Харьковский национальный университет радиоэлектроники

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2016.25.02

Ключові слова:

кровоносна система, моделювання, мозок, операція, нейрохірургія, планування

Анотація

Робота присвячена побудові тривимірної моделі кровоносної системи головного мозку людини, для задач планування і тренування проведення нейрохірургічних втручань. Запропоновано основні етапи, що забезпечують побудову  тривимірної моделі на основі параметричних даних, а також її математичного опису. Показана можливість використання розробленого підходу для забезпечення навчання проведення нейрохірургічного віртуального втручання, а в майбутньому, з використанням швидкого 3d прототипіювання, і реального

Біографії авторів

Oleg Avrunin, Харьковский национальный университет радиоэлектроники

д.т.н., проф., кафедра Биомедицинской инженерии, Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков

Maksym Tymkovych, Харьковский национальный университет радиоэлектроники

асс, кафедра Биомедицинской инженерии, Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков

Anatoliy Bykh, Харьковский национальный университет радиоэлектроники

д.ф.-м..н., проф., зав. каф. кафедра Биомедицинской инженерии, Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков

Посилання

Hou, B. L., Bhatia, S., Carpenter, J. S. Quantitative comparisons on hand motor functional areas determined by resting state and task BOLD fMRI and anatomical MRI for pre-surgical planning of patients with brain tumors. NeuroImage : Clinical, 2016, 11, 378-387, doi: 10.1016/j.nicl.2016.03.003.

Tymkovych, M. Y., Avrunin, O. G. Farouk, H. I. Reconstruction method of the intact surface of surgical accesses. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2014, 9(70), 37-41.

Kettenbach, J., Wong, T., Kacher, D., Hata, N., Schwartz, R. B., Black, P., Kikinis, R., Jolesz, F. A. Computer-based imaging and interventional MRI applications for neurosurgery. Computerized Medical Imaging and Graphics, 1999, 23, 245-258.

Martinez-Ramirez, D., Hu, W., Bona, A. R., Okun, M. S., Shukla, A. W. Update on deep brain stimulation in Parkinson’s disease. Translational Neurodegeneration, 2015, 4-12, doi: 10.1186/s40035-015-0034-0.

Gee, L. E., Walling, I., Ramirez-Zamora, A., Shin, D. S., Pilitsis, J. G. Subthalamic deep brain stimulation alters neuronal firing in canonical pain nuclei in a 6-hydroxydopamine lesioned rat model of Parkinson’s disease. Experimental Neurology, 2016, 283, 298-307, doi: 10.1016/j.expneurol.2016.06.031.

Qiu, M. H., Chen, M. C., Wu, J., Nelson, D., Lu, J. Deep brain stimulation in the globus pallidus externa promotes sleep. Neuroscience, 2016, 322, 115-120, doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.02.032.

Ramirez-Zamora, A., Smith, H., Youn, Y., Durphy, J., Shin, D. S., Pilitsis, J. G. Hyperhidrosis associated with subthalamic deep brain stimulation in Parkinsons’s disease: Insights into central autonomic functional anatomy. Journal of the Neurosurgical Sciences, 366, 59-64, doi: 10.1016/j.jns.2016.04.045.

Trope, M., Shamir, R. R., Joskowicz, L., Medress, Z., Rosenthal, G., Mayer, A., Levin, N., Bick, A., Shoshan, Y. The role of automatic computer-aided surgical trajectory planning in improving the expected safety of stereotactic neurosurgery. Int J CARS, 1127-1140, doi: 10.1007/s11548-014-1126-5.

Nowell, M., Sparks, R., Zombori, G., Miserocchi, A., Rodionov, R., Diehl, B., Wehner, T., Baio, G., Trevisi, G., Tisdall, M., Ourselin, S., McEvoy, A. W., Duncan, J. Comparision of computer-assisted and manual planning for depth electrode implantations in epilepsy. J Neurosurg, 2015, 124(6), 1-9, doi: 10.3171/2015.6.JNS15487.

Cardinale, F., Pero, G., Quilici, L., Piano, M., Colombo, P., Moscato, A., Castana, L., Casaceli, G., Fushilllo, D., Gennari, L., Cenzato, M., Russo, G. L., Cossu, M. Cerebral Angiography for Multimodal Surgical Planning in Epilepsy Surgery: Description of a New Three-Dimensional Technique and Literature Review. World Neurosurgery, 2015, 84(2), 1-10, doi: 10.1016/j.wneu.2015.03.028.

Fujii, T., Emoto, H., Sugou, N., Mito, T., Shibata, I. Neuropath planner-automatic path searching for neurosurgery. International Congress Series, 2003, 1256, 587-596, doi: 10.1016/S0531-5131(03)00363-7.

Zelmann, R., Beriault, S., Marinho, M. M., Mok, K., Hall, J. A., Guizard, N., Haegelen, C., Olivier, A., Pike, G. B., Collins, D. L. Improving recorded volume in mesial temporal lobe by optimizing stereotactic intracranial electrode implantation planning. Int J CARS, 2015, 10(10), 1599-615, doi: 10.1007/s11548-015-1165-6.

Tomasello, F., Conti, A., Torre, D. L. 3D printing in Neurosurgery. World Neurosurgery, 2016, 91, 633-634, doi: 10.1016/j.wneu.2016.04.034.

Waran, V., Narayanan, V., Karuppiah, R., Pancharatnam, D., Chandran, H., Raman, R., Ariff, Z., Rahman, A., Owen, S. L. F., Aziz, T. Z. Injecting Realism in Surgical Training – Initial Simulation Experience With Custom 3D Models. Journal of Surgical Education, 2013, 71(2), 193-197, doi:10.1016/j.jsurg.2013.08.010.

Lan, Q., Chen, A., Zhang, T., Li, G., Zhu, Q., Fan, X., Ma, C., Xu, T. Development of 3D Printed Craniocerebral Models for Simulated Neurosurgery. World Neurosurgery, 2016, 91, 434-442, doi:10.1016/j.wneu.2016.04.069.

Malik, H. H., Darwood, A. R. J., Shaunak, S., Kulatilake, P., El-Hilly, A. A., Mulki, O., Baskaradas, A. Three-Dimensional Printing In Surgery: A Review Of Current Surgical Applications. Journal of Surgical Research, 2015, 199(2), 512-522, doi:10.1016/j.jss.2015.06.051.

Avrunin, O. G., Tymkovych, M. Y., Farouk, H. I. Determining the degree of invasiveness of surgical access for planning surgery. Bionics of Intelligence, 2013, 2(81), 101-104.

Avrunin, O. G., Tymkovych, M. Y. Optimization of Neurosurgical Access Using the Digital Atlas of Intracerebral Structures. Vesnik NTU "KhPI": New solutions in modern technologies, 2015, 39(1148), 63-67.

Gutierrez, J., Rosoklija, G., Murray, J., Chon, C., Elkind, M. S. V., Goldman, J., Honig, L. S., Dwork, A. J., Morgello, S., Marshall, R. S. A quantitative perspective to the study of brain arterial remodeling of donors with and without HIV in the Brain Arterial Remodeling Study (BARS). Frontiers in physiology, 2014, 5, 1-11, doi:10.3389/fphys.2014.00056.

Srinivasan, V. M., Chintalapani, G., Duckworth, E. A. M., Kan, P. Application of 4D-DSA for Dural Arteriovenous Fistuals. World Neurosurgery, 2016, doi:10.1016/j.wneu.2016.05.021

##submission.downloads##

Як цитувати

Avrunin, O., Tymkovych, M., & Bykh, A. (2016). Побудова тривимірної моделі кровоносної системи головного мозку для задач планування і тренування проведення нейрохірургічних втручань. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (25 (1197), 11–16. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2016.25.02