面向鲤鱼机器人控脑技术的磁共振坐标转换方法研究及应用

为解决鲤鱼脑组织坐标准确定位问题,本文提出一种将鲤鱼脑组织磁共振成像坐标转换为应用脑立体定位仪进行电极植入所需坐标的方法。本研究应用3.0T磁共振成像仪对鲤鱼颅脑成像,自主建立颅脑三维立体定位坐标系、颅骨表面辅助三维坐标系和脑组织内部辅助三维坐标系,经两次坐标转换,将脑电极植入位点磁共振图像坐标转换到三维立体定位坐标系中以引导电极植入。实验分A、B两组,A组为磁共振成像仪结合脑立体定位仪组,B组为脑图谱结合脑立体定位仪组,每组鲤鱼20尾(n=20),分别应用两种方法将电极植入小脑运动区。进行鲤鱼机器人水下实验检验,结果表明A组和B组植入电极准确度分别为90%和60%,A组成功率明显高于B组(P <0.05)。故本文的新方法能够准确定位鲤鱼脑组织的坐标。     

经颅磁刺激仪线圈位姿调整装置

为了解决传统经颅磁刺激仪刺激线圈位姿固定,导致输出磁场刺激部位调节困难的问题,本研究设计并仿真了一种经颅磁刺激仪线圈位姿调整装置,设计了线圈位姿调整装置的机械结构,建立系统坐标系、线圈和人脑有限元模型,分析在刺激电参数相同、机械结构参数不同条件下,线圈刺激颅脑的磁场分布.随着刺激线圈位姿的调整,磁场刺激颅脑的部位发生改...     

一种新的头颈部常规放疗立体定位装置及其使用方法

目的：介绍一种新的自行 地头颈部肿瘤常规放射治疗的立体定位装置及其使用方法。方法：本装置为附加在患者体外的一个带有三维坐标系的框架结构,在ＣＴ影像上构成建立坐标系的标志呈“Ｖ”型,采用义量法确定扫描范围内任一点相对于该坐标系的空间位置。据此可求出靶中心坐标、不同Ｇａｎｔｒｙ角野的大小及形状等各项放疗参数。应用本装置和方法对一模拟靶的各放疗参数进行确定,并应用模拟定位机对其进行验证。结果：通过本装置     

在X线平片上利用头颅骨性标志定位前,后连合

在50个成人颅脑标本上,标出前、后连合后摄X线正、侧位片,在侧位片上利用不同的颅骨骨性标志共作出8组直角坐标系,分别测出各组中前、后连合中点的坐标值,相互进行比较从而选出定位前、后连合最合适的坐标系.在正位片上则分别测量原点至颅前窝底和两眶上缘连线的距离,以及颅顶内面至颅前窝底和两眶上缘连线的距离,经直线回归分析,定出原点和左右向的冠状轴,以完成三向的立体坐标系.     

颅脑有限元模型的研究进展及应用

有限元法(finite element method,FEM)是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种数值分析方法,同时也是一种比较先进的生物力学研究方法。FEM早期应用于工程科学技术领域,近几年来,生物医学工程领域已经广泛应用FEM进行脑方面的研究。随着交通、运输业的发展,颅脑损伤发生的概率越来越高,严重威胁着人类的身体健康。通过建立颅脑有限元模型,可以很好地研究颅脑损伤的生物力学机制。总结颅脑有限元模型的建立、发展和应用,并对未来的研究方向进行展望。     

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。     

人体颅脑计算机三维模型的创建

目的：利用病人头部的CT／MRI二维断层扫描图片数据创建三维颅脑模型，从而对病人颅脑进行治疗和研究，为颅脑模型数据库的建立提供了方法。材料与方法：用逆向工程理论，Mimics逆向工程软件。结果和结论：研究人员可以根据特定病人头部的CT／MRI影像的二维成像数据，通过Mimics逆向工程软件设计并创建三维颅脑模型，为病人颅脑疾病进行临床治疗和手术建立计算机模拟模型，为科研、教学和建立颅脑模型数据库提供方法和积累了资料。     

辐射等效假人数字化建模方法

辐射等效假人主要依靠手工制作,生产周期长、加工精度低,无法满足参数化设计的要求,而通过建立辐射等效假人数字化模型可以有效解决这些问题。以“成都剂量体模”CT扫描切片集为基础,建立辐射等效假人的扫描坐标系[os-xs,ys,zs],利用Mimics软件重建人体主要器官和组织的三维模型;以器官的几何中心点为坐标系原点,根据器官的“特征点”建立器官局部坐标系[(oJ-xJ,yJ,zJ)],利用器官“特征点”在扫描坐标系和局部坐标系的坐标值,计算两个坐标系的变换矩阵;根据人体解剖学方位建立辐射等效假人的人体坐标系[(or-xr,yr,zr)],利用“控制点”在扫描坐标系与人体坐标系中的坐标值计算扫描坐标系与人体坐标系的变换矩阵,进而推导出器官局部坐标系与人体坐标系的变换矩阵。至此可以得到不同器官在人体坐标系中的几何参数,包括器官几何中心点坐标值以及局部坐标系与人体坐标系的旋转角。根据不同器官和组织的三维模型及其几何参数在pro/E软件中建立辐射等效假人数字化模型。建立辐射等效假人数字化模型可以实现辐射等效假人的数字化设计和制造,提高加工精度,缩短生产周期,并为辐射仿真假人的参数化设计打下基础,具有重要的理论意义和实用价值。     

基于电磁定位的超声图像与CT图像的融合方法

在超声引导经皮介入治疗中,为集成多模态图像信息来弥补单一超声图像的不足,提出一种实时超声图像与CT图像的融合方法,使临床医生在实施介入治疗时得到患者病灶的多模态图像信息成为可能。首先,利用电磁定位系统,得到12个铅球球心的磁场坐标和CT图像坐标,利用两个点集的ICP配准算法,将磁场坐标系和CT图像坐标系进行配准;其次,利用电磁定位系统,将和超声探头固连在一起的电磁传感器自身坐标系与磁场坐标系进行配准;然后,利用超声探头的机械设计尺寸,将超声坐标系与电磁传感器自身坐标系进行配准;最后,通过多个坐标系的转换关系将超声坐标系配准到CT图像坐标系,最终将实时超声图像统一到CT图像中,并在软件中测量融合误差。在该方法下,实时超声图像与CT图像的融合误差为(0.71±0.03)mm,在软件中可以清晰地看到两种图像的实时融合效果。因此,该方法可以有效地将实时超声图像与CT图像进行融合,为介入治疗的精准性提供相应的技术支持。     

一种改良颅脑CT定位法

颅脑CT扫描是常用的脑内血肿诊断方法，可以确定病灶的性质、大小、部位和程度。采用颅脑CT定位的介入性血肿抽吸术，具有定位准确、损伤轻微、操作简便、清除积血彻底等特点，是目前治疗急性脑出血的最佳方法之一。本文介绍一种改良颅脑CT定位方法，供同行参考。     

人体下肢关节坐标系的一种简单定义方法

在对人体运动进行运动学或者动力学分析的时候,通常需要对各关节建立局部坐标系,而目前大部分人体关节坐标系定义方法都主要针对临床应用,需要具备专业的解剖学知识且可操作性差。本文首先描述了下肢的主要解剖学特征点,并通过这些特征点构建了髋关节、膝关节及踝关节坐标系,提出了定义人体关节坐标系的基本原则。通过利用运动捕捉系统对自愿者步态过程中的下肢运动轨迹进行采集,分析构建坐标系的特征点在运动过程中空间相对位置的不变性,说明了文章提出的下肢关节坐标系定义方法在一定范围内是合理的。     

一种简单的上肢关节坐标系定义方法

人体运动的运动学或者动力学分析通常需要对各关节建立局部坐标系,目前大部分人体关节坐标系定义方法基于临床应用,要求专业的解剖学知识,可操作性差.本文定义了上肢的主要解剖学特征点,通过这些特征点构建了肩关节、肘关节及腕关节坐标系,并详细阐述了直接采用肩锁关节点（AC）构建肩关节坐标系的方法和必要性.利用运动捕捉系统对自愿者步态过程中的上肢运动轨迹进行采集,通过分析坐标系特征点在运动过程中空间相对位置的不变性,说明了文章提出的上肢局部坐标系定义方法在一定范围内是合理的.     

四层复杂球颅脑模型的构建

颅脑模型构建的研究是颅内成像的基础,也是磁感应断层成像(MIT)系统设计中正问题计算的必要条件。根据人体颅脑真实结构,通过Comsol Multiphysics有限元数值仿真软件的几何建模工具,构建近似真实颅脑结构的四层复杂球颅脑模型。首先,根据大脑体积和颅骨内径,构建脑实质模型;其次,根据人体解剖结构,构建颅骨模型,并进行枕骨修正、轮廓修正、额骨修正和眼眶修正;第三,通过对颅骨模型的缩放,构成头皮层、颅骨层、脊液层,并与脑实质模型共同构成具有4层结构的颅脑模型;最后,将模型置入10 MHz的交流磁场中,通过仿真计算获得头皮层、颅骨层、脊液层和脑实质层感应电流的分布,感应电流在脊液层最强,在皮肤层和脑实质层较弱,在颅骨层最弱,且各层感应电流密度值之比为32:1:190:21,与电导率之比相近。结果表明,该模型可以很好地显示出人体头部各组织的电磁特性差异,为MIT系统研究提供可靠的依据。     

垂直于CM基线的大脑冠状断层脑回定位影像解剖学

目的:探讨冠状断层扫描图像上脑回表盘法定位的可行性。方法:随机选取5例外观无异常的成人颅脑标本和30例健康成年人,以经外耳门中点的CM基线的垂线为基线进行6 mm层厚连续冠状扫描,并将5例颅脑标本用自制脑刀切出相应的冠状断层标本,通过MRI图像与相应断层标本的对照研究,先确认髓突,然后根据髓突与脑回的对应关系在MRI图像上用表盘法定位脑回。结果:利用表盘法在典型脑冠状断层MRI图像上对脑回进行了定位,其准确率达90%。结论:表盘定位法切实可行、简便实用,在大脑的医学影像学研究和病变的定位诊断方面具有重要的临床意义和实用价值。     

基于脑电信号计算机分析的一种新的病灶定位方法

作者提出了一种新的脑电图定位分析方法。该方法从时域分析角度出发,通过参数模型分析和多元统计分析相结合的办法对脑电图进行处理,得到主成分特征地形图,进而能实现颅脑病灶的定位。临床实验表明,该方法具有速度快,定位直观而准确等特点。     

孕11～13~(+6)w胎儿颅脑异常的超声研究

目的研究超声检查在11~13~(+6)w胎儿颅脑异常中的临床价值,提高检查的诊断率。方法选择2012年1月至2015年8月在我院建档并进行超声检查的单胎孕妇4628例。观察胎儿的主要形态结构,测量胎儿的颈项透明层厚度,重点观察胎儿的颅脑横切面,筛选出超声检查显示颅脑异常的胎儿。结果孕期为11~13~(+6)w胎儿颅脑超声检查结果显示,有39例胎儿的颅脑结构异常,检出率为0.84%,有33例胎儿因为严重畸形儿做引产处理,尸检结果证实胎儿确实为颅脑异常,其中无脑及露脑畸形23例,脑膜脑膨出5例,无叶全前脑3例,后颅窝明显扩大2例;其余6例胎儿为单纯脉络丛囊肿,均正常出生。孕11~13~(+6)w超声诊断颅脑结构异常比例最高(68.42%),中孕期系统超声检查其次(21.05%),晚孕期超声也能发现后期发生的胎儿颅脑异常(10.53%)。结论早孕期11~13~(+6)w胎儿系统超声检查可以筛查出部分早期发生的胎儿颅脑异常,对早期诊断胎儿颅脑的严重畸形有重要意义,但仍不能替代中晚孕期胎儿的超声检查,建立孕早、中、晚期连续动态筛查系统非常必要。     

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.     

辐照仿真人体模型三维建模及装配原理与方法

辐照仿真人体模型是放射治疗和空间辐照研究的重要装备,实现其数字化建模,提高制造精度和仿真程度是仿真假人研究的重点和难点之一。以"成都剂量体模"(CDP)的序列CT切片集为源数据,运用MATLAB软件,通过图像预处理、图像提取等数字图像处理技术获得人体器官的点云数据;在CATIA软件Digitized Shape Editor模块中处理点云数据得到肝脏、肺、肾和胃等主要器官和组织的三维实体模型;以人体骨骼为基础建立人体器官装配坐标系;根据器官的"局部坐标系原点"、"标志点"和"特征点"与人体骨骼的相对位置,确定器官在人体器官装配坐标系中的坐标;利用Pro/E软件完成人体主要器官(异形体零件)装配。实验证明利用该方法建立的三维辐照仿真假人数字化模型与CDP具有较高的等效程度,为人体参数化设计奠定了理论基础,能够满足辐照仿真假人数字化生产的要求。     

颅脑损伤生物力学研究简述

本文首先介绍引起颅脑损伤的环境因素,颅脑的组织结构及其抵抗外力和加速度的能力,分析其损伤该理.接着叙述颅脑损伤的非生物模型试验、动物试验及人体试验,介绍这些试验的结论.最后叙述解析法和数值计算法的研究情况与一些结论.     

颅脑断层标本和图像上的皮质机能定位和动脉区域配布

在灰质染兰的脑断层标本上辨认其沟回后,在连续断层标本上追踪其沟回,以校验结构观察的正确性.依据相同层面的脑和颅脑标本上的脑表沟回,内部特征性结构和颅底骨性标志进行标本的层回定位.在断层标本的层次定位后,且在层面上正确认识结构,则每个断层标本上的机能定位和大脑动脉的分布区域得以确定.同样的方法亦应用于CT.MR和ECT图像.标志动脉配布界线的沟和侧脑室各部的连结虚线作为断层标本或图像上的大脑动脉区域配布的分界线.