DICOM数据的三维重建与协同可视化系统的开发

复杂手术常需多科医生协商制定综合性治疗方案,网络协同三维可视化软件可使方案制定直观而精确。我们采用VTK工具包对DICOM格式CT图像数据进行三维重建并作网格简化,将结果所得多边形网格模型无缝集成到用HOOPS/3DAF所开发的图形系统进行显示,并用HOOPS/Stream工具包转成适合网络传输的HSF无损压缩流文件,再用HOOPS/NET工具包实现基于Client/Server架构的协同三维交互可视化系统。所得三维重建结果清晰,协同三维可视化操作实时度高。本研究实现了一个协同手术仿真开发平台,该架构易于进一步添加模拟手术操作与修复体设计功能。     

基于实时三维超声图像的二尖瓣环重建及运动分析

二尖瓣环的非平面特性对二尖瓣返流的超声诊断和二尖瓣环成形术的合理设计具有重要意义.基于心脏的实时三维超声图像,我们研究了一种对二尖瓣环三维重建及运动分析的方法.首先通过人机交互方式提取出二尖瓣环的特征点,并根据位置关系对特征点排序,然后利用非均匀有理B样条曲线建立二尖瓣环三维形态模型,并编程实现二尖瓣环的动态显示和运动分析.通过对20组病例分析,初步证明此方法所建模型较准确反映患者的二尖瓣环的运动,能满足二尖瓣环三维可视化和分析研究的需要.     

女性盆底可视化研究

目的：建立中国人体女性盆底部局部可视化数字模型。方法：应用中国女性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工作站上对盆底部结构进行计算机三维重建及立体显示。结果：在P4微机上实现女性盆底部交互式三维可视化，在SGI工作站上重建了女性盆底部三维数字模型，三维重建图像能够清晰显示盆底部肌肉与骨性结构、膀胱、子宫及直肠等的三维解剖关系。结论：中国女性数字化可视人体数据集能够提供完整精确的断面数据，女性盆底三维交互可视化及数字模型准确反映该区域复杂的解剖结构及其空间毗邻关系，可为该区疾病的影像诊断及外科手术治疗提供形态学依据。     

数值模拟鼻甲的切除对鼻腔内气体流场的影响

量化研究鼻腔结构的变化对鼻腔内气体流场分布的影响.通过CT图像对鼻腔结构进行三维重建并用有限元方法对气体流场进行数值分析.对重建的鼻腔模型的一侧,分别去掉部分中鼻甲和部分下鼻甲并用有限元方法再次进行数值分析,将得到的结果与原始模型进行比较.观察气体流场分布的变化,在两侧鼻腔的流量分布均有变化,在去掉部分鼻甲的一侧流场和气压的分布也有所改变.通过数值模拟,我们量化的显示了鼻腔结构的变化对鼻腔内气体流场分布的影响.     

管道骨骼线三维重建在肝脏可视化的应用

目的 研究三维重建数字化虚拟肝脏的方法.方法 将肝脏管道灌注后的肝脏标本进行螺旋CT扫描,获取CT扫描连续图像数据集.然后使用面绘制移动立方体(MC)算法重建肝脏及其内部管道结构表面模型,并对模型进行平滑和简化.确定出管道树上的关键节点,并使用改进的种子生长法生成管道树.将生成管道的表面模型和管道树相结合实现交互式分析.结果 肝脏管道灌注和铸型良好,螺旋CT扫描获取连续肝脏断面图像数据集242张.基于骨骼线提取的肝脏管道结构三维重建肝脏模型形态逼真,交互性强,通过设定各结构的透明度和颜色能单独或组合显示肝脏、肝静脉和下腔静脉、门静脉、胆囊,并可通过旋转、放大、缩小模型观察各结构.结论 基于肝脏管道骨骼线的方法进行肝脏及其管道系统三维重建可视化肝脏,生成肝脏和内部管道系统,立体空间感强,交互性好.     

颈深筋膜及筋膜间隙的薄层断面解剖及三维重建

目的　明确颈深筋膜的分层及筋膜间隙的位置、毗邻 ,为颈深筋膜间隙的影像识别与分析提供参考 ,为临床诊治感染蔓延、肿瘤侵润提供解剖学依据。　方法　采用低温冰冻和生物塑化技术用 17例标本 ,制作了颈部连续薄层横断面 ,对颈深筋膜及筋膜间隙进行了观测。从颈部薄层塑化断面标本上 ,用双线提取间隙轮廓的方法 ,在SGI工作站上对颈深筋膜间隙进行三维重建。　结果　 1.颈深筋膜应分为四层 ,颈深筋膜深层分为翼筋膜和椎前筋膜 ,颈深筋膜各层均参与颈动脉鞘的形成。 2 .颈动脉间隙是一开放的间隙 ,其后外侧与颈后间隙相通 ;证实了危险间隙的存在。 3.重建出咽后间隙、颈动脉间隙和内脏间隙的三维图像 ,并能同时显示间隙内的主要结构。结论　得出了颈深筋膜和筋膜间隙的模式图 ,并为筋膜间隙的三维重建提供了一种新的方法。     

枢椎侧弓螺钉安全钉道的判定与测量

目的:利用Unigraphics(UG)三维重建技术寻找枢椎侧弓螺钉安全钉道的经过,并进行相关参数的测量.方法:对4例干燥和8例新鲜枢椎行CT扫描, UG软件重建虚拟实体,利用3.5 mm虚拟螺钉模拟进钉,寻找安全钉道经过的特征标记点.以此为基础,测定57例干燥枢椎安全钉道的内倾角与上倾角(AutoCAD环境)及进针点距峡部及下关节突外缘的距离(手工测量).结果:模拟发现横断面安全钉道经过前弓中宽后界的内中1/3交界与中宽前界的外中1/3交界,矢状面经过前弓中宽后界中部及前界中宽与上关节突下界交界处.对另57例干燥标本进行测量发现安全钉道的内倾角为左/右＝(10.94±6.53)°/(11.95±2.82)°,上倾角为(13.31±5.44)°/(14.45±3.80)°,在大多数标本椎板后下方有一突起的骨嵴 (左/右＝84.2%/84.98%) ,进针点多位于这一骨嵴线上(左/右＝87.5%/84.9%).进针点距离下关节外侧缘左/右＝(6.71±1.33)mm/(6.28±1.48)mm,距离后弓左/右＝(9.93±1.38)mm/(8.47±1.70)mm.个体间差异较大.结论:侧方椎弓螺钉固定的安全钉道在横断面经过横突孔区域(侧弓前份)中宽后界的内中1/3交界与中宽前界的外中1/3交界,矢状面经过后方中宽中部及前方中宽与关节突下界交界处,不同侧别间及不同个体间有明显差别.     

X线填充剂新载体羧甲基纤维素最佳配比的实验研究

目的：研究一种适宜于标本管道灌注后X线摄影和CT扫描三维成像的新型X线填充剂载体。方法：（1）6％、8％、10％、和12％羧甲基纤维素水溶液和4种不同比例的氧化铅／水：50g／L，100g／L，150g／L，200g／L，按正交设计调配成16种氧化铅／羧甲基纤维素水溶液配比悬浮液，做成20ml棒状铸件封装行CT扫描，以获得最佳配比。（2）使用最佳氧化铅／羧甲基纤维素配比悬浮液，进行SD大鼠全身血管灌注后，摄X线片和CT扫描三维成像。结果：SD大鼠X线摄影血管清晰，填充良好，光滑连续；小血管显示良好。血管三维图像主干及大分支饱满清晰，立体感强；边缘连续平滑，无齿状伪影；小血管显示三级以上。结论：最佳氧化铅／羧甲基纤维素配比：羧甲基纤维素的水溶液浓度为12％、氧化铅／羧甲基纤维素的配比为200g／L，羧甲基纤维素／氧化铅水凝胶可作为一种适宜于标本管道灌注后X线摄影和CT扫描三维成像的新型X线填充剂。     

螺旋CT三维重建对鼻咽癌T分期的评估

目的：探讨螺旋CT容积扫描三维重建对鼻咽癌T分期的影响。材料与方法：收集57例放疗前鼻咽癌的横断面CT图像及三维重建图像,根据传统鼻咽癌TNM分期标准,与横断面图像比较。结果：三维图像与横断面图像比较T1少3例：T2少4例;T3多3例：T4多4例。结论：螺旋CT容积扫描三维重建图像,能较全面地了解原发癌灶的部位、范围及侵犯方向,对鼻咽癌的临床T分期更加准确地。螺旋CT容积扫描及三维重建图像应作为NPC放疗前的首选。     

侧脑室计算机三维重建及理论分析

目的 :建立便于推广、功能齐全、价廉的三维医学图像重建系统及进行三维重建。方法 :利用目前较先进的数码摄片技术和自行编制的软件系统 ,对层距 1.0 mm的人体头部断面共 2 4 0层进行侧脑室的三维重建 ,同时对头部整体行三维重建以其进行相对定位和比较。结果 :重建后的侧脑室可和头部进行参照显示 ,行旋转、透明处理和不同方向的任意剖割。结论 :较以 CT、MRI断面图像重建的模型增加了轮廓的准确性和器官内组织的鲜明色彩