PC机上基于CT、MRI图像构建的颌面部三维数字模型

背景：近年来国内外学者对个人PC机上重建颌面部骨组织、皮肤、肌肉三维可视化模型进行了大量研究,但对于建立颌面部骨骼、皮肤、肌肉、血管的整体三维可视化模型尚无报道。 目的：利用螺旋 CT、MRI 数据及三维重建软件,在普通 PC 机建立颌面部整体的三维可视化模型。 方法：选择1名健康成年男性作为建模对象,分别通过螺旋CT、核磁共振扫描,得到样本的DICOM标准图像。将所有CT、MRI图像导入Mimics,建立颌面部骨骼、部分咀嚼肌、三叉神经池、颈内动脉、颈内静脉的三维可视化模型。选择颌面部骨骼三维模型为基准,将由MRI图像建立的肌肉、血管、三叉神经池模型导入,进行三维模型空间配准。最终得到颌面部整体的三维可视化模型。 结果与结论：成功建立了颌面部骨骼、肌肉、皮肤、三叉神经池、血管的整体三维模型,准确反映了颌面部复杂的解剖结构,可为临床诊断提供可靠的解剖资料,并为今后的模拟手术打下良好的基础。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

颈椎后路手术相关结构三维可视化研究

目的寻求建立颈椎后路手术相关结构数字模型及三维可视化方法。方法取健康志愿者头顶至第3胸椎下缘连续CT/MRI断面图像,Mimics软件对骨骼,肌肉,神经等组织用半自动方法进行分割和重建,MedCAD(医学计算机辅助设计)模块对细小解剖结构重建,三维化显示颈椎后路手术相关解剖结构。结果建立颈椎后路手术相关结构的三维可视化模型,显示骨性结构、颈背部由浅入深4层17组肌肉、4组韧带、C1～T2脊神经后支和颈部浅层肌等解剖结构的位置关系。结论在颈背部三维可视化模型基础上,参照解剖学层次逐层显示该手术相关重要结构,为该手术解剖教学、手术培训提供医疗教学平台。     

人体大脑数字化解剖模型的构建及可视化

目的构建人体大脑数字化解剖模型,为实现大脑的计算机精确模拟提供可操作的基础平台,为人体大脑功能研究提供解剖学框架。方法采用低温冷冻铣切技术采集人体大脑的横断面图像,用课题组自行开发的软件,将分割提取后的脑断面图像进行重建,建立大脑三维模型。用与香港中文大学合作开发的可视化软件,在三维空间上对人体大脑结构进行可视化研究。结果建立了以前后连合间线中点为原点的大脑三维模型,且模型上每一像素都有相应的解剖标识,其任意一点的坐标均能显示;大脑的三维模型可以任意切割显示大脑内部结构：重构后的大脑结构还可进行三维测量。结论大脑数字化模型建立在临床常用的三维空间坐标系中且模型上每一像素都有相应的解剖标识,为模型驱动分割算法的研究提供了模板,同时也为神经解剖教学提供了一种新的、直观的手段。具有明确解剖标识和量化空间信息的数字化人大脑模型,与坐标系统联系起来,还为人大脑各类图像配准提供了公共参考系统。     

数字儿童颅底及颈部可视化模型建立研究

目的 对儿童颅底及颈部进行数字化三维重建,创建三维可视化模型。 方法 通过冷冻数控铣切及数字摄影技术获取1例中国6岁男童连续高精度超薄断层标本数字解剖图像数据集,选取从颅底至T1上缘之间的横断面,利用PhotoShop.2021逐张进行手动分割,使用三维重建软件Digihuman Reconstruction System将手动分割的结构重建,再导入3-matic Research 13.0软件进行调整和修改。 结果 成功建立首例中国男童的颅底及颈部三维可视化模型,多方位多角度清晰再现所分割结构三维形态及空间位置关系,完成对颅底及颈部椎骨、血管、神经及肌肉的详细观察,对颈部动静脉神经及椎体相关数据测量,分析解剖结构特点及手术注意事项。 结论 利用数字儿童颅底及颈部三维可视化模型,可多方位立体直观地显示详细解剖结构及毗邻关系,结合对颈部血管神经及椎体结构数据测量,为儿科临床诊治、虚拟手术、医学教学提供重要参考依据。     

前列腺及其毗邻结构的三维可视化研究

目的：建立正常人前列腺及其毗邻结构的三维可视化数字模型。为解剖教学、临床诊断和男性盆腔手术提供动态三维形态学资料。方法：采用第三军医大学解剖学教研室的第1例中国数字化可视人体数据集1号（CVH1）盆腔连续断面图像分割出前列腺及其毗邻结构的轮廓数据,运用AMIRA商业软件进行计算机三维重建和可视化显示。结果：重建出了前列腺及其毗邻结构的三维可视化模型,该模型可从任意角度进行观察,清晰地显示前列腺与毗邻结构的空间位置关系。结论：前列腺及其毗邻结构的可视化模型为人体解剖教学和临床泌尿外科应用提供三维数字化工具,为CT、MRI男性盆腔断面影像研究提供了形态学资料。     

数字化三维重建技术在隐神经营养血管皮瓣血供的可视化研究及临床应用

目的探讨数字化三维重建技术在隐神经营养血管皮瓣血供可视化研究的可行性及其临床应用效果。 方法新鲜捐献成人尸体1具,采用改良的明胶-氧化铅灌注方法进行灌注,灌注前和灌注后均用64排螺旋CT进行扫描,利用Mimics 10.01软件,获得血管、肌肉、骨骼以及皮肤的三维解剖结构图像,并对血管进一步分割,构建出单支血管及其分支,并对所构建的三维图像进行单独显示与组合显示,以设计切取隐神经营养血管皮瓣。在上述基础上,选择于2015年12月至2018年1月住院的小腿下段及足踝部皮肤软组织缺损需行隐神经营养血管皮瓣修复手术患者40例,随机分成A、B两组,每组20例,A组术前进行数字化重建,B组术前不予数字化重建。比较2组术后隐神经营养血管皮瓣存活率,手术所需时间,精确性以及皮瓣旋转点到内踝顶点距离。 结果灌注前数据可轻易重建出骨、肌肉、筋膜与皮肤,灌注后的数据可构建出血管,组合显示后可得到血管在某个局部的具体分布状况,为隐神经营养血管皮瓣的临床个性化设计与基础研究提供准确的血管解剖学基础。A组隐神经营养血管皮瓣经数字化重建后,可显示皮瓣主要血供,并能够清晰显示皮肤、肌肉与血管三维解剖关系;应用软件自带测量工具对血管、皮瓣进行测量,可以准确定位指导手术操作。术中探查血供与重建图像相符,体表定位准确。A组20例皮瓣均成活良好,伤口一期愈合,皮瓣质地良好,局部无瘢痕挛缩;B组20例皮瓣4例患者于术后出现皮瓣远端部分坏死,经二期清创换药和植皮术后愈合。术后随访3～12个月,A组皮瓣质地良好,外形满意,B组有6例皮瓣远端出现质硬瘢痕和轻度挛缩,行走时疼痛,后经手术松解植皮后好转。A组皮瓣成活率(100%)明显高于B组(70%),差异有统计学意义(P<0.05);A组手术所需时间[(114.05±10.36) min]明显短于B组[(123.20±11.91) min],差异有统计学意义(P<0.01);A组皮瓣切取精确性(0.17±0.03)明显高于B组(0.23±0.02),差异有统计学意义(P<0.01);A组皮瓣蒂部旋转点到内踝顶点距离[(4.14±0.38) cm]明显少于B组[(5.96±0.81) cm],差异有统计学意义(P<0.01)。 结论数字化三维重建技术为隐神经营养血管皮瓣临床手术的个性化设计提供了一个很好的辅助手段,临床应用修复小腿远端及足踝部软组织缺损效果满意,值得临床推广应用。     

人体皮肤微血管构筑的三维可视化

背景：常用的血管解剖学研究方法如逐层解剖、血管染色、造影摄片可以确定血管的位置、大至供血范围等,但难以显示皮肤微血管立体构筑。 目的：建立三维的皮肤微血管构筑模型,以评估和设计穿支皮瓣。 方法：选取2具新鲜成人尸体标本,以羧甲基纤维素明胶氧化铅灌注标识血管,CT扫描获取标本灌注前后及剥离皮肤序列图像数据,利用Mimics13.1软件进行皮肤微血管三维重建和穿支皮瓣设计。 结果与结论：实验成功重建了骨骼、血管、皮肤三维数字模型,并选择性设计了旋股外侧动脉皮瓣和旋肱后动脉的主要穿支皮瓣。构建的皮肤微血管模型不仅可显示皮穿支的长度管径、立体位置、走行方向、分布范围、毗邻关系,还可追踪其来源血管,与来源血管、骨骼、皮肤等搭配显示。说明皮肤微血管构筑可揭示穿支皮瓣的范围和扩张方向,有利于穿支皮瓣的设计发掘、血供评估。     

计算机三维模型在解剖教育中的应用

在传统的解剖学教学中,学生通过文字描述、图表、教具和尸体解剖来获得解剖学知识。这样的教学方式在帮助学生理解解剖结构的三维形态方面有局限性。计算机三维模型在解剖结构学习中的优势是可以从多角度观测,形象直观：可以使学生学习的更快,学习效率更高。本文首先介绍了解剖教育中所用计算机三维模型的构建方法和步骤。然后,按模型构建的难易程度将其分为两类,分别分析其在解剖教育中的应用。一类是较容易重建的三维模型,该类模型可以自动或半自动的构建,建模周期短,已在解剖学教育中得到广泛应用。以较大骨组织模型为例,分析了其应用于解剖教育的研究进展。另一类是较难重建的三维模型,以耳颞部和神经三维模型为例,对其应用于解剖教育的研究进展进行综述。分析了主要的耳颞部三维模型构建方法：基于解剖学参数构建三维模型和利用组织切片图像或者Micro．CT图像构建三维模型,并比较了两种方法的优缺点。分析了神经系统三维模型构建的主要方法：构建了骨组织等框架组织三维模型后．根据文献描述的神经与骨组织的相互关系“雕绘”构造神经三维模型。最后,讨论了三维模型构建方面存在的问题和对三维模型在解剖学教学中的作用的不同看法。     

中国人侧颅底区可视化研究

目的建立中国人体侧颅底区局部可视化数字模型，为该区疾病的影像学诊断及外科手术治疗提供数字形态学依据。方法应用我室建立的数字化可视人体数据集，采用体绘制及面绘制重建方法，分别在P4微机和SGI工作站上对侧颅底区重要结构进行计算机三维重建及立体显示。结果侧颅底区局部可视化数字模型能够清晰显示侧颅底各重要结构。本研究着重显示了侧颅底神经血管区、颞骨内结构、颈内动脉及其毗邻结构与侧颅底骨性组织的三维解剖关系。三维重建结构可以单独或联合显示，重建结构的任意径线及角度均可进行适时三维测量。结论我室建立的数字化可视人体数据集能够较好地重建侧颅底区可视化解剖模型，反映该区域重要解剖结构及其空间毗邻关系，该结果可应用于侧颅底外科手术辅助教学以及手术入路的辅助设计等。     

颅面立体结构三维可视化研究及其意义

目的：为实现颅面结构三维可视化并对其全面、准确的定性和定量分析。方法：应用visual C^ 语言设计开发出一个多功能应用软件包，其功能模块包括：三维重建、精确测量、电子解剖等。借助所开发的软件包，将面向多边形的表面绘制显示方法应用于颅面软组织、骨组织结构的三维重建研究。结果：由二维断层CT图像构建出颅面皮肤软组织和骨组织立体结构模型，其立体模型可旋转以利于不同角度的观察分析，可以任一剖面显示及操作其局部结构。结论：为颅面外科临床提供了定性和定量诊断分析的新技术，实现了颅面电子解剖。为解剖学、人类学和医学美学研究提供了立体分析模型和新方法。