数字化三维重建技术在股前外侧皮瓣血供及其可视化中的应用

目的探讨数字化三维重建技术在股前外侧皮瓣血供与可视化中的应用。方法①健康志愿者6人经肘正中静脉注射造影剂，使用64排多层螺旋CT进行盆腔及双下肢扫描，观察旋股外侧动脉分布及彼此间的吻合情况，将大腿二维灰度．DICOM格式图像以三维体数据的形式输入计算机，应用Amira3．1软件对股前外侧皮瓣结构进行三维重建并立体显示。②明胶一氧化铅混悬液的灌注新鲜成人标本2具，16排多层螺旋CT进行全身连续扫描，观测旋股外侧动脉分布及彼此间的吻合情况，同法应用Amira3.1软件对股前外侧皮瓣结构进行三维重建并立体显示。结果重建的数字化模型可准确反映股前外侧皮瓣血供的解剖学结构。结论采用数字化三维重建技术可以提供正常股前外侧皮瓣的三维动态解剖，为其他皮瓣的数字化重建提供了参考。     

数字化虚拟可视技术在骨科的初步应用研究

目的探讨数字化可视技术在骨科建模及应用中的价值。方法①应用“虚拟中国人”（VCH）男性3号数据集，在薄层断面图像上观察膝部及小腿主要解剖结构，应用Amira 3．1软件对膝关节、小腿主要结构进行计算机三维重建并立体显示。②对明胶一氧化铅灌注的新鲜成人下肢标本进行连续CT扫描，观察足背动脉的分布及彼此间的吻合情况，应用Amira 3．1软件对足背皮瓣结构进行计算机三维重建并立体显示；③应用VCH女性1号、男性1号足踝CT扫描图像重建并立体显示其结构。④选取典型骨折患者的CT扫描图像重建并立体显示骨折情况。⑤选择典型胸椎CT连续断层扫描数据集，将断层扫描数据导入Amira3．1软件，三维重建各椎体数字解剖模型，模拟椎弓根的固定情况并立体显示。结果各薄层断面图像上可清楚地显示骨、主要血管、神经的分支和其它结构，重建的数字化模型可准确反映各自的解剖学结构特点。结论重建的图像可以提供骨关节正常三维动态解剖，为皮瓣设计、骨折分类及手术方式的选择提供了更多的解剖学依据，同时为下一步虚拟手术的设计奠定了良好的基础。     

数字化股前外侧皮瓣的可视技术在临床中的初步应用

目的 探讨股前外侧皮瓣的三维重建技术在临床中的初步应用. 方法 对需游离股前外侧皮瓣创面修复的8例患者,术前注射造影剂后采用CT或MRI扫描,应用Amira 4.1软件对股前外侧皮瓣结构进行三维重建,构建患者个性化皮瓣.根据三维构建的个性化皮瓣,于患者股部进行股前外侧皮瓣的点、线、面描记,用以指导手术切取.结果 三维重建患者个性化皮瓣8例,所重建个性化股前外侧皮瓣,能够清晰显示血管、皮肤及其毗邻结构的三维关系.其中5例显示皮瓣主要穿支及主干,与术中检查相符;3例显示皮瓣主干血管,但穿支显示不清,术中探查2例最大穿支血管约0.5mm,1例穿支均小于0.3 mm.术后7例皮瓣全部成活,1例皮瓣边缘出现部分坏死. 结论 通过血管造影下肢CT或MRI扫描,采用数字化三维重建技术可以提供股前外侧皮瓣的三维动态解剖,重建皮瓣能够准确指导术中的皮瓣切取.     

股前外侧区皮瓣血管3D可视化研究与皮瓣设计

目的为股前外侧皮瓣的临床应用提供血管3D可视化解剖学依据。方法选择6侧动脉灌注明胶-氧化铅混悬液的新鲜成人下肢标本，解剖观测股前外侧区动脉及皮肤穿支血管的基础情况，并拍摄X线片观测穿支血管的二维分布；对其中2侧下肢标本股部及其股前外侧区的皮肤、肌肉分别进行连续螺旋CT扫描，并应用计算机软件分别进行动脉、穿支血管的三维重建及3D可视化处理。结果三维重建的数字化模型可准确反映股前外侧区动脉的解剖学结构特点，以及可直观准确地显示皮肤穿支血管的供血区域，股前外侧皮瓣各穿支血管各自进行的血管三维重建的形态和供血区域一致。结论皮瓣血管3D可视化研究能直观且准确显示股前外侧区皮瓣的血管三维形态和供血区域，并为术前皮瓣设计提供了直观的数字化形态学依据。     

三种人体数据集的腓骨瓣三维可视化应用研究

目的 研究三种人体数据集的腓骨瓣三维可视化应用. 方法 ①健康自愿者2人,经肘静脉注射造影剂,使用64排多层螺旋CT进行双下肢扫描,观察腓动脉及其分支分布及彼此间的吻合情况,将下肢二维灰度.DICOM格式图像以三维体数据的形式输入计算机,应用Amira4.1软件对腓动脉及腓骨的结构进行三维重建并立体显示.②取新鲜捐献尸体1具,采用改良的明胶-氧化铅灌注术经腹主动脉灌注,灌注后对双下肢行连续螺旋CT扫描,观察腓动脉及其分支的分布情况.利用Amira4.1软件对腓动脉及其分支结构进行三维重建并立体显示.③应用"虚拟中国人"(VCH)男性3号数据集,在薄层断面图像上观察小腿主要解剖结构,应用Amira4.1软件对小腿主要结构进行计算机三维重建并立体显示. 结果 运用Amira4.1图像处理软件,在三维表面重建的图像中可清晰地观察到外科腓骨瓣各解剖结构的形态,特别是腓动脉的分支情况和体表的投影得到很好的显示.利用软件的Movie Maker模板创建电影文件,将其制作为电影,画面清晰流畅,可直观、立体地显示形态特征. 结论 三种数据集重建的图像可以提供正常腓骨瓣三维动态解剖,对腓骨瓣的临床试验、基础研究、临床训练和手术规划具有重要应用价值.     

数字化虚拟技术在骨折分类及术前设计中的初步应用

目的探讨数字化虚拟技术在骨折分类及术前设计中的价值。方法将临床骨折患者CT扫描图像数据导入Amira3．1（TGS）软件，三维重建骨折可视模型，并按国际标准分类。选取典型骨折三维模型进行内固定手术的初步计算机模拟并立体显示。结果重建的骨折三维可视模型可准确反映出其骨折特点、骨折移位的方向和程度，并可进行任意旋转观察，初步实现了骨折术前手术设计以及内固定手术的计算机模拟。结论数字化虚拟技术重建的三维骨折模型可清楚显示骨折情况并明确骨折分类，为术前的手术设计及内固定方式的选择等提供了依据。     

数字化技术在隐动脉皮瓣血供的可视化及其临床初步应用

目的 探讨数字化技术在隐动脉皮瓣血供的可视化及其临床初步应用. 方法 明胶-氧化铅混悬液灌注的新鲜成人尸体标本2具,进行16排多层螺旋CT全身连续扫描,提取大腿二维灰度.dicom格式图像并导入Amira 5.4.1软件,对隐动脉结构进行三维重建并立体显示,确定构建隐动脉皮瓣的范围.对2010年6月至2011年8月收治的6例(6侧)胫前皮肤缺损、骨外露患者进行64排螺旋CT扫描,将扫描.dicom格式图像导入Mimics 14.0软件,对大腿和膝关节血管、特别是膝降动脉和隐动脉进行连续观察,三维表面重建隐动脉并测量,根据患者创面缺损面积进行个性化隐动脉皮瓣三维构建,再应用于临床治疗. 结果 6例患者获8 ～ 24个月(平均18个月)随访,重建的数字化模型可准确反映隐动脉的解剖学结构.所有患者显示的皮瓣为主要穿支及主干,隐动脉起点到膝关节间隙的平均距离为(119.2±9.6) mm,隐动脉起点直径平均为(1.5±0.3)mm;本组皮瓣切取范围为8.0cm×5.0cm～20.0 cm×8.0 cm;皮瓣及供区植皮均顺利成活,膝关节屈曲120°～ 140.,伸直0～ 10°.结论 采用数字化三维重建技术可以提供隐动脉三维动态解剖,为临床应用隐动脉皮瓣移植提供了可能.     

虚拟人的腰丛神经断层解剖学及可视化研究

目的观测“虚拟中国人”（virtual Chinese human,VCH）女性Ⅰ号、男性Ⅲ号腰丛神经连续横断面的走行,建立腰丛神经的可视化数字模型。方法应用“虚拟中国人”女性Ⅰ号（VCH—FⅠ）和男性Ⅲ号（VCH．Mm）数据集,在薄层断面图像上观察腰丛神经的构成及其与腰大肌和周围血管的关系,应用Amira3．1（WGS）软件对腰丛神经及其周围结构进行计算机三维重建并立体显示。结果在VCH-FⅠ和VCH—MⅢ的薄层断面图像上可以清楚地显示腰丛神经的主要结构,重建的数字化模型可准确地反映腰丛神经解剖学结构特点。结论VCH—FⅠ和VCH—MⅢ数据集能够提供完整精确的腰丛神经断面解剖,重建的数字化模型为腰丛神经损伤的影像诊断和外科治疗提供了良好的形态学依据。     

股前外侧区穿支动脉的形态学研究及皮瓣设计

目的探讨以旋股外侧动脉降支为蒂的皮瓣设计方法，以便增加术前多普勒定位的准确性。方法6具动脉灌注明胶-氧化铅混悬液的新鲜成人整尸标本，解剖观测股前外侧区穿支，通过血管造影术和拍摄X线片测量其直径、行程、分支和定位。用3D—doctor和Scion Image软件分别测量穿支供血的趋向性、三维重建和单穿支供血面积。结果股前外侧区共有外径大于0．5mm穿支16支，平均外径0．8mm，平均供血面积45．61cm^2，其中20％为肌间隙穿支，80％为肌皮穿支。平均蒂长为（3．15±1．43）cm。自旋股外侧动脉降支发出的穿支在浅筋膜中的平均长度为2．63cm。结论改良的氧化铅-明胶灌注技术可以为皮动脉和穿支皮瓣的研究提供高质量的血管造影图像。本研究发现股前外侧单穿支皮瓣的最大供血面积是30cm×20cm。以股前外侧区穿支设计的穿支皮瓣可以移植到下肢或身体其他部位。     

数字化技术在骨科的临床应用

目的 探讨数字骨科学理论及数字化技术在骨科中的应用. 方法 数字骨科解剖学:获取健康成人下肢连续薄层CT扫描数据,三维重建股前外侧皮瓣结构并立体显示;获取健康成人髋髓膝、踝关节连续薄层CT扫描数据,三维重建各关节后均建股骨头、膝关节、胫骨平台、踝关节中心,三维重建下肢的机械轴线.数字骨科手术设计与应用:获取12例成人单侧髋关节发育不良患者骨盆连续螺旋CT扫描数据,三维构建患侧髋关节解剖旋转中心,设计髋臼侧假体最佳置入导航模板并应用于临床,验证结果.虚拟骨科仿真:获取8例男性志愿者腰椎螺旋CT扫描数据,三维重建L4.5椎体、椎间盘及韧带,建立Wallis系统模型,按标准手术模式与腰椎模型拟合,进行有限元前处理:选取单侧先天性髋关节脱位儿童1例,模拟Pcmbc rton截骨矫形过程. 结果 重建的数字化模型可准确反映解剖学结构特点,快速成型导航模板有较好的匹配性,且操作易行、可靠;虚拟仿真可以再现手术方式及过程. 结论 重建的图像可以提供骨关节正常三维动态解剖,为“数字骨科学”概念的建立奠定了良好的基础.     

正常成人阴茎及其毗邻组织结构的可视化研究

目的建立正常成人阴茎及其毗邻结构的数字化可视模型，为阴茎整形修复获得手术前后形变参数及手术方案的选择，提供形态学依据。方法采用第三军医大学解剖学教研室建立的数字化可视人体数据集（chinese visible human，CVH）部分连续图像，运用表面绘制的方法，对阴茎及其毗邻组织结构进行计算机三维重建和立体显示。结果可视化模型可清晰显示阴茎内部及毗邻结构的形态、分布特点和相互间的三维空间解剖关系。重建图像能单独或联合显示，并可进行任意径线和角度的适时三维测量。结论阴茎可视化模型能够准确反映出该区域复杂的解剖学特点及其内部空间毗邻关系，可为成人阴茎整形修复外科手术提供重要的形态学数据来源。     

经颈静脉肝内门体静脉分流术三维模型构建与可视化

目的建立中国人体经颈静脉肝内门体静脉分流术三维数字化可视模型，为经颈静脉肝内门体静脉分流介入手术的影像学诊断及手术方案选择提供形态学依据。方法采用我所获取的数字化可视人体数据集连续图像，运用体绘制和面绘制重建法对颈静脉、腔静脉、心脏、肝脏及肝内静脉管道系统的结构进行计算机三维重建和立体显示。结果数字化可视模型能够清晰显示经颈静脉肝内门体静脉分流术所经器官的形态结构特点、位置毗邻关系，以及肝内管道系统主支的走行分布和相互间空间解剖结构关系，并对三维重建模型进行任意经线和角度的三维测量。结论经颈静脉肝内门体静脉分流术三维重建数字化可视模型能准确反映出该路径复杂的解剖学结构特点及其空间毗邻关系，为经颈静脉肝内门体静脉分流术的影像诊断和介入治疗提供形态学依据。     

盆腔动脉三维重建研究及其临床意义

目的采用中国数字化可视人数据集中的女性盆腔数据建立盆腔内主要动脉的三维可视化解剖模型,从多方位、多角度对盆腔内动脉的空间结构进行立体显示。方法应用首例中国女性数字化可视人体数据集,运用3D-DOC-TOR软件,在计算机上实现盆腔内主要动脉解剖结构的三维可视化。结果成功建立了盆腔内主要动脉解剖结构的三维可视化模型,该模型能进行任意方位的旋转,能清晰地显示出各个方位的解剖结构。结论可视化盆腔动脉三维重建模型为盆腔微创手术和盆腔血管内介入治疗的开展提供了准确的形态学依据,为虚拟手术奠定了基础。     

肝及肝内管道主支可视化研究

目的　建立中国人体肝脏及依据肝内格利森 (Glisson)系统第三级分支所划分的肝段数字化可视模型 ,为肝脏疾病的影像学诊断及肝段外科手术方案选择提供形态学依据。方法　采用我所建立的数字化可视人体数据集肝脏部位连续图像 ,观察其二维形态结构 ,并运用体数据绘制及表面绘制的重建方法 ,分别在IntelPentium 4处理器计算机和SGI工作站上对肝脏、胆囊外形及肝内管道系统主支结构进行计算机三维重建和立体显示。结果　肝脏及肝内管道数字化可视模型能够清晰显示肝脏形态结构、位置毗邻关系 ,以及肝内管道系统主支的分布特点和相互间的三维空间解剖结构关系 ,并可对三维重建模型进行任意经线和角度的适时三维测量。结论　数字化可视人体数据集能够较好地提供完整而精确的解剖学断面数据 ,肝内管道系统的三维重建可视化模型准确反映出该肝脏区域复杂的解剖学结构特点及其管道间的空间毗邻关系 ,可为肝脏疾病的影像学诊断和外科手术学治疗方案的选择提供形态学依据。     

胰腺及其周围结构的三维重建研究

目的 建立胰腺及其周围结构三维可视化模型,为胰腺疾病的影像学诊断及外科手术方案选择提供形态学依据.方法 应用中国数字化可视人体数据集,选取从脾上缘至十二指肠下段连续断面图像,对断面图像轮廓进行数据分割,并运用体数据绘制及表面绘制的重建方法,在计算机上对胰、脾外形及其内部管道系统与其毗邻结构进行三维重建和立体显示.结果 重建出了胰腺及其周围结构的三维可视化模型,该模型具有多种显示功能,可显示任意切面的结构,同时也可以任意放大、缩小和任意角度旋转观察.结论 该模型直观揭示了胰、脾及其毗邻区域的三维解剖结构,有助于临床解剖教学以及该区域病变的诊断及手术方案的制定.     

数字化虚拟腰椎的三维重建及可视化研究

 目的 研究数字化虚拟腰椎及其周围结构的三维重建,建立基于中国数字人数据的腰椎三维可视化模型。方法 采用南方医科大学虚拟中国人数据集,选取L4椎体上关节突上缘至L5椎体下关节突下缘的连续断层图像,为适当减少后期图像处理工作量,于每两层选取一张,总共185张断层图像。使用Photoshop软件对断层图像进行配准、分割、格式转换等处理。将不同结构的分割图像分别导入Mimics 10.01软件中,完成三维重建。将不同结构的STL格式的三维模型导入到Mimics软件中,配合软件中的各功能模块,完成对其结构的三维重建及可视化研究。结果 建立的数字化虚拟腰椎及其周围结构的三维模型各结构可单独显示,改变透明度,可观察各结构的位置毗邻关系,并具有任意移动、旋转、缩放、切割、三维测量和多重显示等功能,实现了任意视角下的三维可视化,并能为脊柱内镜手术仿真系统提供可靠的三维模型。结论 数字化虚拟腰椎的三维重建及可视化,可真实地显示腰椎及其周围组织的重要结构,为腰椎解剖学、个性化诊疗规划和虚拟腰椎手术提供了形态学依据。     

基于CT数据的计算机辅助髋关节体素三维重建与应用

目的计算机辅助建立髋关节可视化三维解剖模型为影像诊断学和虚拟外科手术提供形态学资料。方法选取30例患者,对其髋关节进行螺旋CT扫描,扫描数据以Dicom3.0格式直接导入计算机图形图像工作站,进行精确勾画及三维体素重建。结果三维重建模型能清楚显示髋关节骨性结构的毗邻空间关系,完整显示了髋关节及骨髓腔等的轮廓及内部细节并能在三维空间内能够任意角度旋转观察。结论计算机辅助髋关节三维重建和可视化可全面准确重现髋关节三维立体形态和空间关系,为进一步研究有限元生物力学研究、髋关节假体设计及虚拟植入等提供基础。