基于断层解剖及可视化重建儿童肾的解剖结构

目的：基于体素重建法对儿童肾进行三维重建，研究儿童肾的解剖结构，为科研及临床诊疗提供帮助。方法：选择6岁男童标本，利用数控冷冻铣削技术进行铣切，同时用高清数码相机逐层拍照，进而得到一套完整高清的男童薄层铣切数据集。从数据集中选取含有儿童左右两肾的784个二维横断面图像，用Photoshop 2020软件对肾图像进行结构精细分割，再将处理过的图片用Digihuman reconstruction system软件进行三维重建。结果 ：获得一套高清的男童薄层铣切图像。得到了儿童肾的3D模型，精确度高，准确还原了肾的形态特征和结构特点。结论：得到的儿童完整薄层铣切数据集，可用于建立高清晰度的儿童断层解剖图谱，其分辨率高于一般的医学影像图像。重建得出的儿童肾3D模型可实现全方位、多角度观察，立体直观，能够精确全面地反映出解剖结构，可用于术前规划和手术方案展示。     

中国数字人数据集三维重建的方法学研究

目的：探索适合于中国数字人数据集特点的图像配准，彩色图像分割以及三维重建方法。方法：首先基于中国数字人连续断层图像的4个定位杆坐标值，对断层图像进行射影变换，消除其射影失真。纠正失真后再将断层图像根据第一个定位杆的质心坐标值裁剪成大小一致的断层图像。其次使用photoshop中knockout滤镜，完成断层图像的分割。最后使用mimics软件完成三维重建。结果：建立了中国数字人女1号髋部骨骼肌精确的三维模型。结论：髋部骨骼肌模型的三维交互可视化可以准确反映该区域复杂的解剖结构及其空间毗邻关系，同时为数字人三维可视化提供了一种精确快速的方法。     

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。     

基于Mimics软件虚拟人膝关节三维图像融合实验

背景：国内外已有学者利用不同的方法对人体膝关节进行三维建模,根据各自研究侧重点不同,在方法和最终效果上各有不同。 目的：根据不同模态中膝关节影像的特点,将膝关节建模结果进行配准、融合,为进一步生物力学研究提供一种方便的方法。 方法：采用Mimics V 10.0软件根据膝关节在CT和MR断层图像的特点,选择不同分割算法进行膝关节解剖组织分割,并对不同的分割图像进行三维重建。 结果与结论：基于逆向工程原理,利用虚拟人膝关节连续CT断面图像分别重建出膝关节的骨性结构如股骨、胫骨、腓骨、髌骨;并利用膝关节的连续MRI断面图像重建出半月板、髌韧带、内侧副韧带、前交叉韧带、后交叉韧带等结构,并成功对上述结构进行融合,融合后的三维膝关节模型可以任意角度或单独观察,并可以进行体视学测量。说明通过不同模态图像融合的方法可以建立膝关节的三维模型,为计算机辅助膝关节损伤康复研究奠定基础。     

基于虚拟中国人数据集的鼻部及颞骨解剖结构三维重建

目的：为可视化虚拟人体模型鼻部及颞骨解剖结构的三维重建探索一种可行的方法。方法：利用3D-Slicer软件进行鼻部及颞骨部分解剖结构的三维重建。对单层图片进行图象分割及提取，处理后的体数据导入3D—Slicer，选择阈值进行进一步的图像分割，产生感兴趣区的标志图，进而重建出组织结构的三维表面模型。结果：成功重建了四组鼻窦，鼻中隔，中下鼻甲，颞骨，鼓室，乳突气房，乙状窦，颈内动脉的三维表面模型，并可显示不同结构间的毗邻关系与空间定位。结论：基于中国第一号虚拟人数据集，用3—D软件可以实现鼻部颞骨部分解剖结构三维可视化，便于对该部解剖结构的观察和理解。     

基于三维模型的断层图像结构定位的初步研究

目的:研究利用初步建立的三维模型确定二维断层图像感兴趣结构像素坐标的方法.方法:通过Photoshop图像处理软件绘制断面图像,使用可视化工具包VTK的移动立方体表面重建算法,在VC++6.0的编译环境下对其进行三维重建以及立体显示.用自行开发的坐标转换处理程序对三维模型上提取的坐标值进行处理,计算断层图像相应结构的像素坐标.结果:建立了一个表面带有S型凹槽的三维模型,通过计算三维模型上凹槽结构的一系列坐标,得到二维断层图像上相应结构的像素坐标点.结论:本研究以VTK重建的三维模型为基础,提出了一种利用已建成的三维模型来指导二维断层图像结构定位的方法,为人体复杂结构的分割与修正以及某些在二维断层图像上无法识别的结构的定位提供了一种新的手段.     

人体斜坡区断层解剖及三维重建研究

目的研究人体斜坡区的局部断层解剖学特点,为斜坡区病变手术提供解剖学资料。方法应用冷冻铣切技术,完成2例成人头颅断层标本的制作(分别为水平位、冠状位),在连续断层上追踪观察斜坡区的解剖特点,应用AMIRA 4.1软件重建斜坡区的三维图像。结果获得与斜坡区有关的横断面图像320幅,冠状位图像232幅,选取其中4张描述斜坡区的解剖特点,获得了斜坡区的三维图像。结论通过对斜坡区断层解剖结构的分析、处理,可以立体显示斜坡区的解剖关系;三维图像可形象、动态地显示斜坡区的解剖特点。     

"虚拟中国人男性一号"高精度骨骼系统的三维建模

目的：建立人体整体骨骼系统的高精度三维模型，为解剖教学、生理模拟等应用提供三维数据集。方法：采用虚拟中国人男性一号（Virtual Chinese Human Male No．1）的2000万像素的高分辨率切片数据，使用半自动交互方法对全身骨组织进行分割和标识，使用并行三维重建算法对海量的全身骨骼数据进行快速的三维建模。结果：建立了高质量的全身骨骼三维模型；通过初步的细分，实现了单块骨骼的单独与任意组合显示。结论：在高分辨率的切片数据基础上，通过精细分割，建立了高精度的骨骼系统三维模型。     

基于Web的医学断层图像远程重建

实现Internet上Web模式的医学图像三维重建及显示.基于Java Appler编程，利用数字签名解决Java安全限制，读取本地图像。采用体绘制法完成二维图像的三维重建与显示。由超高速CT获得人体器官的断层图像，在Web上重建出了、冠状动脉、头颅、颈椎、骨盆的三维解剖结构。重建可在Internet上以Web模式跨平台运行，且在三维图像上可进行切割模拟操作。结论：①用Java Applet实现基于Web的医学图像三维重 建是可行的，并对三维图像的临床应用起重要推动作用；②基于Web重建的三维医学图像，其精度能够满足临床要求，尤其是冠状动脉的解剖 结构在临床上有很大参考价值。     

国人肺静脉系统的三维可视化

目的 对中国数字化可视人体(CVH)男1号肺静脉系统进行三维重建,研究肺静脉系统的解剖特点,为教学、影像诊断及胸部手术提供精确的肺静脉系统三维模型.方法 对中国数字化可视人体数据集连续断面图像进行连续追踪观察和图像配准,在包含肺的断面上分割肺静脉,对分割结果运用3DMed软件通过阈值分割算法进行三维重建.结果 本研究完整地重建出肺静脉系统,重建图像质量较高,可单独显示肺静脉系统三维模型,也可同时显示肺和肺静脉以及肺内其他管道系统三维模型,以显示肺内各结构的空间位置和毗邻关系,以上结构都可从任意角度进行观察并进行缩放.结论 本研究分析了肺静脉系统的组成及其在肺内的空间分布情况,实现了肺静脉系统的三维可视化.     

解剖教学中肝内管道可视化的应用

目的探讨利用医学图像三维处理技术将肝内多管道CT扫描数据应用于医学影像专业的解剖教学。方法采用羧甲基纤维素／氧化铅（CMC／LO）填充剂和自凝牙托材料分别对肝内管道进行灌注。运用多层螺旋CT进行薄层扫描获取二维数据资料,利用Mimics10．01软件对肝内多套管道进行可视化重建,并将其应用于解剖教学。结果肝内虚拟管道系统的重建图像显影均匀．层次分明．边缘光滑。能分别对肝门静脉和肝静脉进行任意方位的旋转,并充分显示出立体的解剖结构。结论通过重建获得的高质量肝内多管道三维影像,能够便于医学生从多角度、多层次进行观察和分析．加深对肝内管道结构的理解和认识。     

基于知识的人脑三维医学图像分割显示方法

本文从人工智能的角度出发，提出了 一种分割并显示了脑三维医学图像的方法，在归撮以人脑解剖结构知识基础上，以框架为主要知识表示手段，构造了与视点无关的人脑三维知识模型。在模型知识的指导下采用智能光线跟踪方法提取和显示脑内各主要解剖结构。     

人体颅脑MRI图像中下颌骨的分割及三维建模

目的:在目前的影像医疗诊断中,仅凭观察二维CT、MRI图像是很难实现准确的确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系的。本研究利用CT、MRI图像数据,帮助医生对病变体及其人体组织感兴趣的区域进行分割提取,用于医学图像的三维显示、三维重建。材料与方法:应用Mimics软件,对132层,层间距为1.0mm的MRI扫描图像进行图像去噪、分割和平滑等处理,最终创建三维模型。结果:建立了更为精确,应用更为广泛的下颌骨三维模型。结论:运用Mimics对MRI医学图像进行分割,重建三维模型,能全面显示病变的病理解剖改变,为临床治疗提供精细的影像学信息,从而使重建后的三维模型可清晰地再现病灶与周围组织的解剖关系,大大增强了医学图象分析系统的临床实用价值。     

数字化喉标本模型的建立与虚拟现实仿真

目的:为喉的解剖学教学提供丰富多样的教学模型,模拟喉区解剖结构的虚拟仿真解剖学教学,拓展解剖学的教学模式和教学手段.方法:利用人工识别的方法对第2例中国数字化可视人体喉区段的图像进行图像分割,建立高精度的彩色分割数据集,利用自主开发的图像格式转换软件将彩色分割数据自动转换为灰度分割数据.利用Amira可视化软件对灰度分割数据进行阈值分割.经三维重建,建立喉区主要器官结构的数字解剖模型.在立体显示环境中,并利用交互式设备实现了数字模型的显示与隐藏、旋转与切割等虚拟仿真解剖,模拟喉区主要解剖结构的虚拟仿真解剖学教学.结果:建立了喉的精细数字解剖标本模型,该模型真实地反映了实际的解剖标本,具有形象直观的特点,可无限次使用,在虚拟现实环境中真实仿真了喉区标本的解剖学展示.结论:利用中国数字化可视人体可建立喉区细小结构的数字解剖标本,对模型可实时交互式地进行仿真解剖教学.     

数字化虚拟中国人女性一号数据图像处理

目的：运用数字化虚拟中国人女性一号数据集，测试图像处理软件对数据集进行三维重建、图像分割及有限元建模效果的可行性。方法：利用等问距抽取、格式转换、图像分割、三维重建、三维显示及有限元建模等方法对虚拟中国人女性一号(VCH—F1)部分数据集进行实验研究。结果：编辑了几种数据版本；实现了图像分割；重构了冠状面图像及矢状面图像；将静态显示制成动画；实现了实时三维显示；建立了基于CT图像的局部有限元模型。结论：虚拟人体女性一号数据集的不同压缩、格式转换能满足形态学三维重建、图像分割、实时三维显示的要求；CT、MRI和切削图像分割重建的骨骼模型可进行有限元建模研究。     

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。     

建立反映心脏内部各腔室结构的数字化三维模型

背景:心脏内部各腔室精细结构的数字化三维模型,不仅能够加强对心脏生理的认识,还能为心脏电生理仿真与心内膜电生理标测导航的研究提供重要的基础医学数据。目的:建立符合心腔实际解剖结构的三维数据,建立反映心脏内部各腔室结构的数字化三维模型。方法:在MATLAB软件环境下完成图像分割,首先对医学人体断层数据集中心脏切片图像进行自动配准,再运用聚类法根据图像的颜色特征对图像中各组织与成分进行分类,随后经区域生长法处理实现心腔及相关连通区域的图像分割与提取。所得图像导入专用医学图像处理软件,完成心腔三维模型重建。结果和结论:所提出的方法能够重建出较为精细的心腔结构三维模型。此模型中左右心房、心室结构明晰,能清楚地观察到主动脉、上腔静脉等血管,三尖瓣与二尖瓣等微细结构也有所体现。结果说明,重建的三维模型能够准确地反映出人体心腔解剖学结构特征,为心脏电生理方面的仿真和标测研究提供基础的医学数据支持。     

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。     

探索建立颅脑MRI图像、断层标本图像及三维重建图像的对比数据模型

目的利用计算机图像处理系统对颅脑主要重要结构进行三维成像,探索建立1套正常颅脑部MRI图像、断层标本及三维重建图像的数据对照计算机模型,为影像诊断及颅脑部手术定位提供形态依据。方法利用Microsoft Visual Studio将获得的MRI图像、断层标本图像及重建的三维图像建立数据模型。结果建立的数据模型提供了颅脑部正常解剖学影像学对比特点,构建了主要结构的三维立体模型图像,使抽象结构数字化、立体化、可视化,有助于对人脑的理解。结论本数据模型把颅脑结构的三维图像结合到标本MRI的对比图中,有利于初次接触颅脑断层的初学者。