一直以来，外科医生都渴望着有一种技术让他们能够突破人体结构的重重阻碍，看清患者体内的解剖结构，掌握疾病发生、进展的情况，从而对疾病诊疗做出正确决策。科学技术日新月异，影像学技术的快速发展加上计算机处理功能的强大，使得外科医生们获得了更多人体内部病变的信息，尝试更多诊治的方法，也使得许多患有严重肝胆疾病的患者重新看到治愈疾病、长期生存的曙光。
数字医学是现代医学与数字化高新技术相结合的新兴学科。它涉及医学、计算机学、数学、信息学、电子学、工程学，以及图像图形处理技术等多个学科。我国数字医学研究始于2001年。
从2002年开始，南方医科大学珠江医院肝胆一科主任方驰华教授，师从中国“数字人”之父、中国工程院院士钟世镇，进行数字医学临床应用的研究。方教授联合影像学专家、解剖学专家和计算机专家等组成团队，经过数年努力，成功突破了活人体腹部脏器亚毫米图像数据获取的瓶颈，开发完成了腹部医学图像三维可视化系统（MI-3DVS）。
以前，因为隔着腹壁、腹膜，针对患者腹部病灶术前即使多次进行B超、CT检查，医生也总是雾里看花，检查结果也是仅供参考。
现在应用方教授等开发的软件可对患者肝胆胰等器官的病变部位进行快速断层CT实时扫描，取得患者病灶的个体化真实数据，然后输入MI-3DVS，对数据进行快速自动分割和三维重建。重建后的三维模型与患者本人的个体化腹部脏器完全吻合。医生可旋转实时图像，从前、后、左、右、上、下等任意角度对脏器、病灶进行观察，并通过设置脏器的透明化来观察患者病灶、肿瘤与内部动脉、静脉、胆管等管道系统的详细位置关系，与周围脏器的粘连程度，从而正确判断该患者病灶的手术可切除性。
对可手术切除的病灶或肿瘤，医生可通过三维重建模型进行仿真手术，在可视化虚拟环境下，进行术前手术预设、手术可切性、术中指导手术等评估和论证。
可视化仿真手术系统最具优势的是，可以对手术前的方案设计、规划，进行反复操作和修正，直到既能完全切除病灶，又尽可能减少对患者的创伤的满意效果为止。真正实现了活人体个体化解剖数字化、诊断程序化和手术可视化，使腹部手术由以前的“一刀定成败”，变为术前可在电脑上反复“彩排”，有效避免了手术风险、减少术中决策时间，显著提高了手术的成功率。
经过7年多的研究，数字医学技术在肝胆外科的临床实践中发挥了日益重要的作用，颠覆了一些以往的临床观点，让许多“不可能”变得“可行”。近日，数字医学技术在肝胆胰外科疾病诊断治疗中的应用研究项目荣获2010年广东省科学技术奖一等奖。在此，记者就方驰华教授等完成的典型案例进行简要介绍。
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案例之一
准确判断，“不可切除”的胰腺肿瘤被切除
胰腺癌被称为“癌中之王”，胰腺癌在被发现时能够切除的机会只有四分之一。在这四分之一的可接受手术的胰腺癌患者里，能够在手术后生存5年以上的也仅有四分之一。一旦被宣判为晚期胰腺癌，或者一旦被告知肿瘤“不可切除”，患者无异于等待死亡，其中位生存期不超过6个月。
1例37岁男性患者因小腿肿胀不适前往当地医院体检，检查结果为“胰腺癌”。医生根据CT片的显示告诉患者，肿瘤已是晚期，不能手术切除了。
患者慕名到珠江医院肝胆一科就诊，并接受了64排螺旋CT检查。影像中心的报告提示：10 cm×8 cm×6 cm大小的巨块型胰头肿瘤侵犯门静脉及下腔静脉（见图1－1）。
方教授团队采用MI-3DVS对患者腹腔脏器和血管进行了三维重建，发现其胰头肿瘤长在门静脉和下腔静脉两支大血管之间，把门静脉的主干向前推挤形成了一个巨大的光滑O型压迹，下腔静脉被向后推挤，管腔均尚完整。重建结果给了外科医师一个新的提示，肿瘤对血管管腔是压迫，而不是侵犯，肿物很有可能不是癌症而是良性肿瘤（见图1－2、图1－3、图1-4）。
根据这个诊断意见，医生决定为该患者进行手术。正如术前三维重建所见，由于肿瘤的巨大体积和特殊生长部位，手术过程困难重重，但肿瘤最终被术者从门静脉壁后方成功分离下来。病理检查报告提示，肿瘤为良性的胰腺实性-假乳头状瘤。术后6个月、9个月随访，肿瘤未再复发（见图1-5、图1-6）。
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案例之二
精细计算，巨大复杂肝脏肿瘤可切除
肝癌的成因非常复杂。肝脏因其“五叶八段”的复杂结构，变异繁多，且在手术中必须考虑残留肝体积是否能满足机体功能需要等因素，使肝脏肿瘤的治疗面临诸多难题。不少患者因为肿瘤巨大、位置特殊等原因，被迫放弃手术治疗。数字化三维重建技术的应用，使医生对肝脏结构的认识不再局限于解剖教材和手术图谱，而是可以预先研究每一例肿瘤患者的个体化的腹腔脏器信息、并精确计算肝脏可能切除和保留的体积，突破了肝切除术发展的种种瓶颈，使得肝切除术的术前决策不再成为难题。而由此带来的即是肝脏肿瘤的切除率得到提高。
1例14岁女孩无意间触摸到自己右腹部有1个肿块，还隐隐作痛，便去医院就诊。B超和CT检查提示患儿肝脏右叶有1枚直径近20 cm大小、形状不规则的肿块，肿瘤下缘波及到了盆腔（见图2-1）。患儿甲胎蛋白指标明显异常。接诊医生确认患儿肿瘤是肝癌，且已经波及大血管，无法切除了。
患儿随家长前往珠江医院肝胆一科就诊。CT检查后医生通过MI-3DVS对肿瘤和脏器进行了三维重建。巨大的肿瘤、被挤压扭曲的血管被直观显示在电脑屏幕上，甚至连门静脉里不到1cm大的癌栓也被清楚地“重建”出来(见图2-2、图2-3)。综合分析后，医生认为，虽然手术难度很大，但还有希望切除肿瘤。通过计算肿瘤、预切除肝脏、剩余肝脏的体积和分析大血管的供应范围，术者确定了手术的具体方案（见图2-4）。
手术中术者发现，门静脉里的癌栓部位和大小都与三维重建显示的完全一样。得益于充分的术前可视化评估和精确的手术决策，肿瘤被顺利切除，癌栓也被清除干净。术后患儿恢复顺利（见图2-5、图2-6）。
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案例之三
逼真再现，肝胆管结石不再是顽症
肝内胆管结石是一种良性疾病，但在众多外科学教科书上都明确指出，由于肝胆管深藏于肝脏内，结石的大小、部位、数量难以确定。最关键是胆管狭窄引流不畅的部位无法查明，造成处理困难，疗效不满意。就好似河流狭窄处容易形成泥沙沉积一样，肝胆管结石高残留和高复发最重要的因素，是无法解除胆道狭窄造成的胆汁成分沉积，肝胆管结石病成为一种公认的顽症。
方驰华教授等通过MI-3DVS，利用CT数据对隐藏在肝脏内部的结石、胆管、血管分别重建，把过去开腹以后都无法看到的肝脏内部结构逼真再现到电脑屏幕上。医生只需移动鼠标就可以在屏幕上看到病人肝脏内部胆道狭窄的部位、形态、程度，然后决定从哪里切入；再利用三维可视化系统的肝脏体积计算功能，计算肝脏应该被切多少；再根据狭窄的部位和血管的走行，决定胆道狭窄解除后应对胆管怎样整形——保证引流的通畅，不遗漏任何一个可能造成残石复发的因素。
两年多以来，方驰华教授等已经将该技术应用于100余例肝胆管结石患者。这些患者中不乏曾经多次复发，接受过多次胆道手术，饱受胆管结石折磨的患者。数字化三维重建技术让肝胆外科医生仿佛又有了一双“透视眼”，根据三维重建进行手术决策后，在手术中“有的放矢”地直接切开肝脏找到狭窄的胆道，整形后进行胆肠吻合或置管引流。
手术以后1个月、3个月、6个月，术者分别对患者进行直接胆道造影检查，发现结石残留及复发率降低至1%以下。这意味着在三维重建指导下的肝胆管结石手术可以基本做到“不复发、不残留”。图3系列展示了1例58岁女性肝胆管结石患者诊断、治疗及随访的过程。截至目前，在该科接受胆管结石手术的患者中，无一例因结石残留或复发需要再次接受手术。目前，该技术已经在全国103家大型医院推广应用。
