一种基于立体像对稠密匹配的三维重建方法

为了提高三维重建的性能,提出了一种新的基于立体像对稠密匹配的三维重建方法。该方法首先采用SIFT算法提取立体像对的特征点,并通过特征点的相似性判定进行特征匹配,然后从中选取种子点,并对种子点进行区域传播稠密匹配,再用对称对极点距离法消除误匹配得到精确匹配点对,然后利用摄像机矩阵计算出对应点的空间三维坐标,最后通过三角剖分和纹理渲染重建出三维模型。真实图像实验结果表明,这种重建方法显著优化了现有的基于稠密匹配算法的三维重建,且其效率和精度远远优于传统的基于稀疏匹配的重建方法。     

立体定向照射所致脑损伤病理及靶区的三维重建研究

本实验采用常规病理、原位杂交、透射电镜方法 ,观察了使用旋转式头部γ -刀单次2 0 0Gy定点照射后 ,在不同时间 ,大鼠右侧尾状核头部靶区和靶周围区的病理改变 ,并使用计算机立体重建技术 ,对坏死靶区进行了三维立体重建。结果表明 :γ -刀照射后脑损伤病变经历急性水肿 (照射后即刻至 14天 )、坏死形成 ( 2 1天至 2个月 )、吸收 ( 3至 6个月 )、增生 ( 9至 12个月 ) 4个阶段 ;照射后 2小时血脑屏障通透性即开始增加 ,其程度在一定时间内与照射后生存时间呈正相关 ;血管内皮细胞和胶质细胞超微结构的改变先于神经元 ;照射引起TNF -α、IL - 1βmRNA表达增加 ,照射前给予地塞米松可以抑制其表达 ;重建的坏死靶区呈尖端向前的不规则空间构型 ,平均体积为 2 32 .2 7± 4 .60mm3。     

基于三维重建技术的肺磨玻璃结节生长规律研究

背景与目的 自计算机断层扫描（computed tomography, CT）技术普及以来,影像学随访为主要管理方法的磨玻璃结节（ground glass nodules, GGNs）检出率明显增加,本研究旨在应用三维重建技术定量分析GGNs随访过程中的变化情况,探索GGNs自然进展规律,为临床指导患者合理地进行结节管理提供有效依据。方法 纳入2015年3月-2022年11月舟山医院肺结节联合门诊中规律随访的GGNs患者共115例。利用3DSlicer软件半自动分割提取结节的定量影像学特征,评估随访过程中的结节增长情况及临床干预情况。结果 患者平均基线年龄为（56.9±10.1）岁;平均随访时间为（48.8±18.9）个月。CT二维直径为（7.9±2.9）mm,三维最大径为（10.1±3.4）mm。末次CT扫描二维直径为（9.9±4.7）mm,三维最大径为（11.4±5.1）mm。共27例（23.5%）随访期间出现增长,中位体积倍增时间为822 d,中位质量倍增时间为1,007 d。手术切除32例,其中6例浸润性腺癌（invasive adenocarcinoma,IAC）,16例微浸...     

组织切片图像的Disector计算机自动计数及三维显示

本文介绍了自行开发的解决Disector应用问题的计算机图像处理软件系统及关键技术、算法。本系统能依照Disector原理对多层组织细胞的电镜及光镜图像中的目标进行正确的分割 ,各层之间图像的人工交互及自动配准。针对每个目标的上下层关系实现目标的Disector自动计数及参数计算 ,并对每个目标进行体数据的提取和三维重建显示。利用该系统可在三维空间对粒子进行无偏差计数 ,同时极大地减少复杂的手工操作。文中同时还给出了用该系统对小白鼠神经细胞个数的Disector分析 ,肾小球个数统计分析和三维重建显示实例。     

计算机三维重建在医学图像分析中的应用

本文主要是介绍我们自行开发的三维医学图像处理与分析系统在医学CT、MR图像中的应用。我们应用模糊聚类均值对医学图像进行处理 ,增强了对薄骨和关节接合处骨骼的识别能力 ,取得了较好的三维重建效果。重建的三维模型可清晰再现解剖结构 ,大大增加了医学图像分析系统的临床实用价值。     

计算机断层扫描三维重建联合带钩钢丝定位对ⅠA期肺癌的诊疗价值研究

目的探讨计算机断层扫描(CT)三维重建联合带钩钢丝(Hookwire)定位在ⅠA期肺癌诊疗中的应用效果。方法选取94例孤立性肺结节(SPN)患者作为研究对象,根据术后病理分为恶性SPN组(60例)和良性SPN组(34例)。记录并比较两组患者术前病灶影像学特征,记录患者电视胸腔镜手术(VATS)手术情况,包括手术时间、术中出血量、住院时间及Hookwire定位操作和VATS手术相关并发症。结果良恶性SPN病灶血管集束征、空泡征及左右肺分布比例比较,差异均无统计学意义(P﹥0.05)。恶性SPN边界不规则、毛刺征、分叶征、胸膜凹陷征、内部钙化灶和肺上叶比例均高于良性SPN病灶,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。Hookwire定位针首次定位成功率为98.94%(93/94),二次定位成功率为100%。术中发现定位针脱落2例(2.13%),VATS楔形切除手术成功率为98.94%,1例因胸膜粘连严重转行微创开胸手术。VATS楔形切除手术时间为(20.75±8.22)min,术中出血量(26.58±9.43)ml,术后住院时间(5.45±2.16)d。定位操作和术后并发症发生率分别为17.02%(16/94)和4.26%(4/94)。结论CT三维重建联合Hookwire定位较好地解决了ⅠA期肺癌精准定位切除的问题,但也存在定位针脱落等风险,仍需进一步研究论证。     

基于计算机视觉和粒子系统的三维云模拟

云是很常见的一种自然现象，真实感云的模拟是计算机图形学领域具有挑战性的研究课题。文章提出了一种基于计算机视觉和粒子系统的三维云建模方法。首先利用计算机视觉技术从现有的二维云图像中提取云的三维信息，然后利用粒子系统填充该三维空间，最后通过纹理映射和Billboard技术实现三维云的绘制。与以往云建模方法相比，该方法简单、实用，适用于模拟不同种类的云，如层云、积云、卷云等。     

肝细胞线粒体周围内质网的三维重建与体视学分析

目的　研究肝细胞线粒体与周围内质网的结构关系。方法　制作大鼠肝组织连续超薄切片 ,通过电镜观察线粒体与其周围内质网的结构关系 ,重建其三维模型并进行体视学分析。结果　连续切片和三维模型的观察显示 :大多数线粒体周围既有RER ,又有小囊泡状的SER ;少数线粒体则仅有小囊泡状的SER。这些内质网与线粒体紧密相贴 ,其间隙小于 30nm ,间隙内没有任何细胞器。体视学分析显示 :肝细胞内有 2 6%的RER和 32 %SER贴附在线粒体的周围。结论　肝细胞线粒体通常在内质网包绕下执行生理功能 ,二者是结构和功能紧密联系的整体。     

大鼠皮肤创伤愈合瘢痕的三维重建和体积定量

目的对大鼠皮肤创伤愈合形成的瘢痕进行三维重建和体积定量,探索其在创伤愈合实验研究瘢痕评价中的应用。方法Wistar大鼠8只,麻醉下制背部直径8mm的圆形全层皮肤缺损。术后1个月取愈合区皮肤常规固定,制备等距连续石蜡切片(切片间距为200μm),HE染色。光镜下采集组织学照片,依据瘢痕的形态学特征圈定瘢痕图像。利用Imaging-Sur3D专用计算机软件对瘢痕进行三维重建和体积计算。结果每份标本获得含瘢痕组织的等距连续切片15~20张,经三维重建得到愈合组织中瘢痕的立体形态,似呈残存树桩样,中央较大,周边呈不规则根状伸入正常真皮。瘢痕平均体积为4.292±1.009 mm3。结论三维重建技术重现了皮肤创伤愈合中瘢痕的真实形态,获得的体积参数可作为创伤愈合实验研究中瘢痕评价的定量指标。     

金属断裂表面的三维重建和定量分析

利用扫描电镜立体对成象技术、图像处理和计算机视觉方法建立了一套金属断裂表面三维形貌的自动重建系统。运用体视学、粗糙度分析及分形几何原理对断口的三维重建结果定义了断面几何形貌量化参量，并用图像分析技术给出了这些参量的计算机辅助测量方法。测量结果表明：断面粗糙度参量Ｒｓ和Ｒｑ与断裂的物理背景显示了良好的关系，而分形维数是一个对断裂模式不敏感参量；断面几何特征具有各向异性，单一方向的二维截面分析难以全面描述复杂的断裂表面。     

计算机辅助下膝关节周围肿瘤的精确切除与重建

目的 研究计算机辅助膝关节周围肿瘤的精确切除与重建的新方法,评价计算机辅助技术在膝关节周围骨肿瘤治疗中的价值.方法 2007年1月至2010年7月共收治6例膝关节周围肿瘤患者.其中男4例,女2例.年龄19～40岁.股骨远端骨肉瘤3例,胫骨近端骨肉瘤1例,胫骨近端软骨肉瘤2例.Enneking分期II A期2例,II B期4例.所有患者术前均采用薄层CT和MRI扫描获取骨关节和肿瘤部位的二维图像数据,计算机三维重建建立骨关节和肿瘤浸润区域解剖模型,借助逆向工程和CAD软件三维测量确定肿瘤切除范围,CAD设计个性化辅助手术模板及个性化的骨修复体,计算机辅助模拟膝关节周围肿瘤切除和重建过程.术中按照计算机辅助模拟的手术方案,完整切除肿瘤组织,其中4例患者采用"外形匹配的异体骨+定制个性化膝关节假体"、2例患者采用"外形匹配的异体骨+钢板"重建骨肿瘤切除后遗留骨缺损.随访期间采用骨与软组织肿瘤学会(Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)保肢评分系统对随访患者进行功能评价.结果 所有患者随访10-53个月,平均30.5个月.随访期间未发现膝关节假体、钢板的断裂和松动,2例患者出现异体骨吸收,1例患者异体骨感染、行局部清创术治疗,无肿瘤复发和转移.末次随访MSTS评分为18～27分,平均23.4分,其中优4例,良2例.结论 借助于计算机辅助技术,可以实现膝关节周围肿瘤的精确切除和功能重建;异体骨复合金属假体或内固定物重建骨缺损具有良好的临床疗效和应用价值.     

3-D portal image analysis in clinical practice: an evaluation of 2-D and 3-D analysis techniques as applied to 30 prostate cancer patients

Purpose: To investigate the clinical importance and feasibility of a 3-D portal image analysis method in comparison with a standard 2-D portal image analysis method for pelvic irradiation techniques.

Methods and Materials: In this study, images of 30 patients who were treated for prostate cancer were used. A total of 837 imaged fields were analyzed by a single technologist, using automatic 2-D and 3-D techniques independently. Standard deviations (SDs) of the random, systematic, and overall variations, and the overall mean were calculated for the resulting data sets (2-D and 3-D), in the three principal directions (left–right [L-R], cranial–caudal [C-C], anterior–posterior [A-P]). The 3-D analysis included rotations as well. For the translational differences between the three data sets, the overall SD and overall mean were computed. The influence of out-of-plane rotations on the 2-D registration accuracy was determined by analyzing the difference between the 2-D and 3-D translation data as function of rotations. To assess the reliability of the 2-D and 3-D methods, the number of times the automatic match was manually adjusted was counted. Finally, an estimate of the workload was made.

Results: The SDs of the random and systematic components of the rotations around the three orthogonal axes were 1.1 (L-R), 0.6 (C-C), 0.5 (A-P) and 0.9 (L-R), 0.6 (C-C), 0.8 (A-P) degrees, respectively. The overall mean rotation around the L-R axis was 0.7°, which deviated significantly from zero. Translational setup errors were comparable for 2-D and 3-D analysis (ranging from 1.4 to 2.2 mm SD and from 1.5 to 2.5 mm SD, respectively). The variation of the difference between the 2-D and 3-D translation data increased from 1.1 mm (SD) for zero rotations to 2.7 mm (SD) for out-of-plane rotations of 3°, due to a reduced 2-D registration accuracy for large rotations. The number of times the analysis was not considered acceptable and was manually adjusted was 44% for the 2-D analysis, and 6% for the 3-D analysis.

Conclusion: True 3-D analysis of setup errors for a group of 30 patients with prostate cancer demonstrated that setup rotations are rather small. The deformation of the projected anatomy in portal images caused by out-of-plane rotations leads to a reduced 2-D registration accuracy. For rotations larger than 3° this effect can be quite pronounced, making 3-D registration the preferred method. Furthermore, the automatic 3-D registration has a higher success rate, most likely because this technique uses more information compared to the 2-D method.     

四种下颌骨缺损修复方法临床疗效评价

目的：对分别采用自体骨煮沸回植、异体冻存骨移植、成品钛支架植入及个体定制化钛下颌植入等四种不同方法修复下颌骨缺损病例的外形、功能恢复情况,以及术后并发症情况进行综合评价。为临床合理选择下颌骨修复手段进行探索。方法：收集我院自1997年至2005年期间分别采用自体骨煮沸回植（A组）、异体冻存骨移植（B组）、成品钛支架植入（C组）、个体定制化钛下颌植入（D组）四种不同方法修复下颌骨缺损病例122例,比较外形、功能恢复效果;术后感染、植入体断裂等并发症的发生情况。结果：A组与D组外形和功能修复效果优于C组和B组（P〈0.05）。C组和B组之间以及A组和D组之间均无显著性差异（P〉0.05）。外形评价达到良好以上者,A组和D组优于B组和C组（P〈0.05）。B组和C组之间无显著性差异（P〉0.05）。感染率：A组7.5%,B组14.3%,C组11.9%,D组0,各组间无显著性差异（P〉0.05）。植入体断裂率：A组5%,B组42.9%,C组19.0%,D组0,各组间无显著性差异（P〉0.05）。结论：采用自体骨煮沸回植和定制化钛下颌修复下颌骨缺损的美观、功能效果明显优于采取异体冻存骨移植和成品钛支架的病例。四种方法在术后感染、植入物断裂等并发症的发病率方面无显著性差异。四种修复方法各有优缺点。决定临床下颌骨缺损功能重建疗效的关键,取决于临床适应证的掌握和手术中细节方面的处理。     

局部复发鼻咽癌三维适形放疗初步观察

目的:探索三维适形放疗(3demensionalconformalradiationtherapy3DCRT)技术在局部复发鼻咽癌再程放疗中的应用。方法:1998年4月～1999年10月,采用3DCRT技术治疗局部复发鼻咽癌26例。其中低分化鳞癌25例,低分化腺癌1例。按92’福州分期标准再分期:T1N0M04例,T2N0M08例,T3N0M09例,T4N0M05例。密集肿瘤区(grosstumorvolumeGTV)最大径1.0～5.0cm(平均3.1cm)。全组病例均采用每次5～7个固定适形野照射,计划靶区(planningtargetvolumePTV)平均最大剂量、最小剂量、平均剂量分别为104.1±1.3%、92.1±2.8%、99.2.±1.7%。时间-剂量-分次处方:65～70Gy/26～28次,共5～5.5周。随访8～26个月,中位随访时间17个月。结果:再程放疗后随访期内靶区边缘复发2例,颈淋巴结复发3例,远处转移2例,死亡4例。随访期内肿瘤局部控制率88.5%(23/26),84.6%(22/26)患者生存,76.9%(20/26)无瘤生存。再程放疗所致急性放射反应少而轻。累计后遗症发生率19.2%(5/26),放射性功能损害发生率15.4%4/26。结论:三维适形放疗技术用于局部复发鼻咽癌具有明显的剂量分布优势。初步临床观察结果表明,这一放疗新技术用于局部复发鼻咽癌肿瘤局部控制率高、放射反应和后遗症较少,远期疗效和后遗症尚有待观察。     

四种下颌骨缺损修复方法临床疗效评价

目的:对分别采用自体骨煮沸回植、异体冻存骨移植、成品钛支架植入及个体定制化钛下颌植入等四种不同方法修复下颌骨缺损病例的外形、功能恢复情况,以及术后并发症情况进行综合评价。为临床合理选择下颌骨修复手段进行探索。方法:收集我院自1997年至2005年期间分别采用自体骨煮沸回植(A组)、异体冻存骨移植(B组)、成品钛支架植入(C组)、个体定制化钛下颌植入(D组)四种不同方法修复下颌骨缺损病例122例,比较外形、功能恢复效果;术后感染、植入体断裂等并发症的发生情况。结果:A组与D组外形和功能修复效果优于C组和B组(P<0.05)。C组和B组之间以及A组和D组之间均无显著性差异(P>0.05)。外形评价达到良好以上者,A组和D组优于B组和C组(P<0.05)。B组和C组之间无显著性差异(P>0.05)。感染率:A组7.5%,B组14.3%,C组11.9%,D组0,各组间无显著性差异(P>0.05)。植入体断裂率:A组5%,B组42.9%,C组19.0%,D组0,各组间无显著性差异(P>0.05)。结论:采用自体骨煮沸回植和定制化钛下颌修复下颌骨缺损的美观、功能效果明显优于采取异体冻存骨移植和成品钛支架的病例。四种方法在术后感染、植入物断裂等并发症的发病率方面无显著性差异。四种修复方法各有优缺点。决定临床下颌骨缺损功能重建疗效的关键,取决于临床适应证的掌握和手术中细节方面的处理。     

大分割三维适形放疗治疗不能手术原发性肝癌

背景与目的：在原发性肝癌患者中，大部分失去手术机会，三维适形放疗（3-DCRT）因为具有物理剂量分布优势而被越来越多应用于本类病例治疗。本研究着眼于评价大分割3-DCRT治疗不能手术原发性肝癌的疗效和毒副作用。方法：对52例原发性肝癌行3-DCRT，≥90％等剂量面包括计划肿瘤区域（PTV），单次剂量3．54～6．31Gy，照射次数7～15次。采用SPSS10．0统计软件，生存率以Kaplan—Meier法计算，近期疗效和放射反应评价采用x^2检验，相关因素对预后的影响采用Cox回归。结果：1、2年生存率分别为64．1％和12．6％，中位生存期13个月。近期有效率（CR＋PR）55．8％，肿块小于6cm及大于6cm者有效率分别为91．7％和45．0％（P=0．007）。肝脏急性不良反应Ⅰ级5例，1例发生严重放射性肝损伤，Ⅰ／Ⅱ级上消化道反应分别为23例（44．2％）和15例（28．8％）。肿块较大和合并门静脉痛栓（PVTT）为影响生存率的危险冈素（P值分别为0．042和0．001）。结论：3-DCRT治疗不能手术原发性肝癌在可接受的毒副作用前提下可获得一定的疗效，肿块较大和合并门静脉癌栓为影响生存率的危险因素。     

骨计量学方法在骨质疏松模型中的定量观察

目的观察骨结构与骨质疏松关系即骨构筑学的定量测量"骨质量"的价值,探讨骨组织形态计量学与μCT三维重建计量方法的价值意义。方法采用30只SD雌性大鼠,分成假手术组、切除卵巢去势组和去势后服用阿伦膦酸钠组,每组10只。在服药100 d后处死,进行全股骨骨密度测量及股骨下端不脱钙切片的骨计量学观察。三维重建采用美国GE公司eXplore Locus SP型μCT,用Micview V2.1.2重建软件选取股骨下端骨骺板下2 mm3兴趣窗进行结构计量测量。结果去势后骨体积密度显著性下降,由假手术组的(53.00±3.20)%降至(19.16±2.97)%(P<0.001);经二膦酸盐治疗后得到显著性改善(升至(40.40±3.07)%,与去势组比较P<0.001)。同时假手术组与去势组和去势组与二膦酸盐组之间,骨计量学指标中四环素标记率,类骨质的表面密度、平均类骨质表面厚度及动态指标,骨矿化沉积率与骨矿化延迟时间等均有显著性差异(P<0.05)。μCT结果显示骨小梁体积比与骨表面积体积比显示结果同骨计量学结果相似,数值均同比例减少。另外在三维结构计量上,除骨小梁厚度外,骨小梁数目、骨小梁间隙等均出现显著性变化。结论骨组织形态计量学与显微CT三维重建定量分析对骨结构与骨质量指标均能进行定性、定量的客观评价;骨计量学方法能从静态和动态两个方面反映骨新陈代谢过程,可以精确地反映出骨重建过程的变化规律和特点。     

基于3D Slicer软件的蝶鞍区三维重建技术在经蝶内镜垂体瘤切除术中的应用价值

目的:探讨基于3D Slicer软件的蝶鞍区三维重建对经蝶内镜垂体瘤切除术的指导作用。方法:将2017年10月至2019年3月徐州医科大学附属医院神经外科收治的70例垂体瘤病人随机分为两组:术前重建组和传统手术组。术前重建组术前使用图像处理软件3D Slicer对影像学数据进行蝶鞍区骨性标志、垂体瘤瘤体及颈内动脉、视神经结构的三维重建,并进行术前规划。将三维重建所显示的鞍区解剖标志与术中内镜下所见术野图像进行对比分析,评价三维重建图像与术野图像的吻合度。传统手术组不进行三维重建,按常规流程实施手术。比较术前重建组与传统手术组在手术时间、术中出血量、术后住院时间及术后并发症发生率方面的差异。结果:三维重建与术中内镜对上鼻甲、中鼻甲、鼻中隔完全显示率均为100%。三维重建对于蝶窦开口、视神经管隆起、颈内动脉隆起、颈内动脉-视神经隐窝的完全显示率分别为100%、88%、94%、94%,均显著高于术中内镜所见（P＜0.05）。术前重建组在手术时间、术中出血量、术后住院时间、术中脑脊液漏发生率方面优于传统手术组（P＜0.05）,而视神经损伤、颈内动脉损伤、术后脑脊液漏发生率、术后尿崩的发生率上,两组没有明显差异（P＞0.05）。结论:基于3D Slicer的三维重建技术对鞍底解剖标志的显示具有较高的还原性和准确度,有助于提前预判手术场景,开展手术教学。同时对于未配备术中导航的医疗机构,可以一定程度上提高手术精确度和安全性,降低并发症发生率。     

血管化骨组织瓣在下颌骨放射性骨坏死临床治疗中的应用研究*

目的：探讨血管化骨组织瓣在治疗下颌骨放射性骨坏死中的应用。方法：对2003 年1 月到 2015 年1 月上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面-头颈肿瘤科采用血管化骨组织瓣修复下颌骨放射性骨坏死术后缺损的53 例患者临床资料进行回顾性分析。结果：在53 例下颌骨放射性骨坏死血管化骨组织瓣修复中,血管化腓骨瓣应用48 例（90 .57 %）,血管化髂骨瓣5 例（9.43 %）。术后5 例（10 .42 %）腓骨瓣出现并发症（4 例静脉栓塞,1 例动脉危象）,经探查后 3 例皮瓣恢复正常,2 例改用胸大肌皮瓣修复创面。而髂骨瓣 2 例（40 .00 %）出现术后并发症（1 例静脉栓塞,1 例动脉危象）,最后植入髂骨因坏死被取出,局部清创缝合。皮瓣供区均未出现明显并发症。平均随访时间28 （5～60 ）个月,经过血管化骨组织瓣治疗后88 .57 % 患者骨坏死得到有效控制,85 .71 % 患者张口度在 2～3 指,85 .72 %的患者能进软食或半流质,80 .00 %的患者言语可识别度较好。另外,在随访时还发现,通过术中牵引钉或术后斜面导板等使用,髁状突保留与否与患者术后张口、面型等关系不大,但髁状突保留的患者颞下颌关节区不适感明显比髁状突去除者少。结论：血管化骨组织瓣应用于下颌骨放射性骨坏死术后缺损的修复,虽然存在一定的风险,但只要适应证选择恰当、术中操作精细及术后并发症控制良好,仍是目前手术治疗下颌骨放射性骨坏死最好的方法。血管化骨组织瓣首推血管化腓骨瓣。