脑解剖结构的三维可视化研究及临床应用

目的：总结脑解剖结构的三维可视化研究进展及其临床应用。方法：查阅近年来与脑解剖结构三维可视化相关的文献,了解三维可视化技术的应用方法及临床意义。结果：三维可视化技术在脑解剖、数字人脑图谱、虚拟现实、神经导航及远程医疗等方面已得到广泛应用。结论：随着三维可视化技术在多学科领域的广泛应用及与更多科技领域的合作,将会推动神经外科向更加先进医疗方式的发展。     

手指解剖结构的三维建模及临床意义

目的:应用计算机辅助模拟技术(CAD)建立手指解剖结构的三维模型.在计算机上实现手指解剖结构的三维演示.方法:根据手部解剖图谱及相关资料,应用3ds max的放样、多边形等算法建立三维模型.结果:应用上述方法成功地建立了手指解剖结构及指固有动脉逆行岛状瓣的三维模型.该模型可在电脑屏幕上自由旋转,隐藏不感兴趣结构.结论:应用三维建模软件进行手指解剖结构的三维演示是可行的,它有助于人们更好的理解和记忆解剖结构,进行手指手术设计.     

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。     

虚拟现实环境下的女性盆腔三维重建和可视化

目的:虚拟现实(VR)环境下建立女性盆腔三维可视化数字模型.方法:应用女性盆腔CT扫描数据,在Dextroscope平台进行女性盆腔三维重建和可视化研究.结果:在VR环境下成功重建出女性盆腔的三维图像,该模型可在任意角度、任意平面清楚显示女性盆腔内主要脏器及其空间立体位置关系.结论:三维可视化女性盆腔数宁模型能够提供女性盆腔结构的虚拟解剖,为妇产科及外科手术治疗提供个体化的准确的形态学依据,并为虚拟手术提供立体的操作环境.     

数字化上肢三维构建研究

目的应用数字化三维重建技术构建上肢的解剖结构,建立虚拟神经,血管及腕管的结构和形态。方法采用新鲜成人上肢标本3具,灌注显影剂后经CT扫描,将得到的数据导入Mimics13.1软件中,对皮肤、骨骼、血管及神经等主要软组织进行三维构建,利用图像的多次切割重建,构建正中、尺、桡神经、血管以及腕管部位的解剖结构。结果建立了基于解剖结构的可视化上肢神经,血管及腕管模型,与实体解剖学基本一致。结论皮肤、骨骼、血管、神经等主要软组织等三维构建,及腕管的可视化研究模型为虚拟现实技术提供数字化模型,尤其是神经的成功构建,对临床解剖学提供三维形态学资料有着重要意义。     

包含中国人群解剖学差异的Web端三维器官模型可视化系统的构建及应用

目的 数字三维解剖模型对于解剖学教育和临床医疗研究起到了积极的推动作用。现有的中国人数字三维模型多是基于一个标准的人类个体,不包含人与人之间的解剖形态变化差异,不利于使用者了解器官形态在不同人之间的变化。我们提出了1种基于万维网（Web）端的三维可视化人体躯干解剖形变模型,在浏览器网页中展示中国人群的器官解剖形态变化规律。 方法 通过统计形状模型技术,从138例健康中国人计算机断层扫描（CT）影像中学习到器官形态个体差异,并通过Web端浏览器交互展示这种变形差异。 结果 本系统实现了基于网络的操作模式,通过用户交互式操作调整模型参数来展示人体解剖学信息和个体间变化。结论 本研究中的Web端三维可视化解剖形变模型实现了跨平台、跨操作系统,达到了实时操作,为解剖教学与医疗应用提供了个体差异信息。     

基于FreeSurfer面数据的网格点脑分区定位及其可视化

大脑形态学研究是目前生物医学工程领域一个活跃而重要的研究课题。脑解剖区域的可视化定位在脑形态学研究中具有非常重要的作用。本文主要通过解析Free Surfer软件在MRI图像处理过程中产生的大脑皮质面数据,实现了一种判定大脑皮质面数据网格点解剖区域的精确定位方法,并通过MATLAB软件对结果进行了三维可视化,方便脑形态学研究人员应用。     

医学图像三维重建系统的关键技术研究与设计

背景:医学影像三维可视化技术将二维断层图像转化为三维图像,有利于提高医疗规划的准确性,是当今医学领域研究的热点,在诊断医学、手术规划、模拟仿真等领域都有重要的应用。目的:利用二维医学图像序列重建出三维模型的关键技术,对可视化系统进行总体设计。方法:首先研究现有三维重建技术,包括预处理技术,图像分割和配准可视化算法。其次给出了系统体系结构设计图,各模块中应用到各种三维重建关键技术。结果与结论:根据现有关键技术的研究,选用OpenGL作为可视化开发工具,设计了一种基于PC机的三维医学图像可视化系统。     

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。     

鞍区动脉三维可视模型的建立及其解剖结构分析*

背景：正确掌握鞍区动脉的解剖结构是脑血管疾病诊断和手术的关键,鞍区动脉可视模型对医生详细了解鞍区动脉的复杂结构非常重要。 目的：建立鞍区动脉三维可视模型观察鞍区动脉的相关解剖结构。 方法：依据1例患者头颅CT 扫描数据,利用Mimics软件构建三维数字模型,观察鞍区动脉相关解剖结构。 结果与结论：成功构建鞍区动脉三维可视模型。该模型可以从不同角度和层面观察到鞍区的动脉分布和分支,还可显示和了解个性化解剖结构特征。医生可与模型进行相互作用并任意操作模型,可观察特定视野内解剖结构及了解个性化解剖结构。结果表明,Mimics软件构建三维数字模型方法简单可行。 关键词：鞍区动脉;可视化;三维重建;解剖结构;Mimics软件 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.017     

颅颈交界区结构的三维重建

目的:建立颅颈交界区解剖结构的三维可视化模型。方法:选取首例中国数字化可视人体数据集中颞骨内耳门平面至枢椎下缘的连续薄层断面图像。运用3D-DOCTOR软件,在P4微机上分割重建颅颈交界区的解剖结构并立体显示。结果:成功重建并立体显示枕骨、颞骨、寰椎、枢椎、小脑、脑干及颈髓上段、椎动脉、颈内动脉、颈内静脉和部分硬脑膜窦等解剖结构的位置关系,建立了颅颈交界区的三维可视化模型。结论:颅颈交界区的薄层断面图像可为该区疾病的CT、MRI诊断提供参考。建立的三维可视化模型,可为颅颈交界区手术的术前训练和模拟提供形念学依据。     

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。     

虚拟手可视化模型的初步研究

目的:建立具有解剖结构的虚拟手三维可视化模型。方法:选用首例中国女数字化可视人体数据集(CVH2)为原始数据源,用Adobe Photoshop软件先对手部的重要结构进行预处理和图像分割,再用VisualC 6.0和VTK(Visualization Toolkit)可视化工具包作为开发平台,采用经典的Marching Cubes算法,对分割后的图像进行三维重建。结果:重建出了手部皮肤、桡骨、尺骨、腕骨(包括周骨、月骨、三角骨、豌豆骨、大多角骨、小多角骨、头状骨、钩骨)、第I～V掌骨、第I～V指骨第(包括近节指骨、中节指骨、远节指骨)的三维可视化模型,可以任意角度和比例大小对它们进行交互式观察,清楚地显示了它们在空间上的位置关系。该模型还实现了多模式的交互演示和角度测量、鼠标取点等实时交互功能。结论:为虚拟手的建模研究提供了三维可视化的解剖模型,探索了三维解剖建模的新的技术方法,并为进一步研究手的物理及运动生理建模建立了初步的技术平台。     

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。     

3D打印技术治疗脑动脉瘤的应用前景

文题释义：脑动脉瘤：颅脑动脉瘤是指脑动脉内腔的局限性异常扩大造成动脉壁的一种瘤状突出，是造成蛛网膜下腔出血的首位病因，具有极高的致残率和致死率。 3D打印技术：是一项新兴技术，主要以三维CT数据建模，利用计算机辅助设计，打印出1∶1的解剖结构仿真模型。背景：介入治疗可以作为无法手术切除脑动脉瘤患者的姑息性治疗手段，但是手术初期病灶的定位或者介入治疗时导管的走行等，仅通过二维图像无法得到准确而清晰的显示，并且与操作者自身的经验及对图像的理解力等因素有关。3D打印模型是具有高仿真度及个体化特征的物理模型，在医疗领域具有个性化、精准化等优点，目前广泛应用于骨科、口腔颌面外科等，但是在颅脑动脉瘤治疗中的应用较少有报道。 目的：归纳脑动脉瘤的分型及治疗现状，展望3D打印技术在脑动脉瘤治疗中的应用前景。方法：通过计算机检索CNKI、万方数据库、PubMed数据库、EI数据库，检索词为“脑动脉瘤，临床分型，治疗，3D打印，Cerebral aneurysm，Clinical classification，treatment，3D printing”。检索出相关文献96篇，根据纳入和排除标准，归纳出51篇文献进行汇总、归纳，具体包括脑动脉瘤的分型、开颅手术及介入治疗、3D打印技术应用现状等相关内容。结果与结论：①目前临床上常用的脑动脉瘤治疗手段各有其优势及局限性，在这种情况下提出3D可视化和3D打印技术，是对脑动脉瘤患者临床治疗的重要补充；②它可以通过放大、旋转、透明化等操作更直观、准确地显示器官解剖和空间结构，同时还可以准确定位动脉瘤发生部位、计算动脉瘤大小和体积、明确动脉瘤形态等，这对于颅脑动脉瘤的术前诊断、制定手术计划、手术中精确操作、提高手术成功率等方面具有重要的临床意义；③同时3D打印的实体模型在病情沟通、住院医师手术操作培训等方面也有广泛应用；④通过总结3D打印技术在脑动脉瘤治疗上的研究进展，对于三维可视化及3D打印技术的应用有了更清晰的认识，无论是结合流体力学进行血流动力学的研究还是在现有的治疗方案的基础上进行精细化处理，都推动了临床研究向前发展。 ORCID: 0000-0002-8030-7082(张耀春) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

基于Amira 4.1.1的大鼠小脑外形及深部核团的三维建模

目的:建立大鼠小脑外形和小脑深部核团三维可视化模型.方法:用冷冻切片机对小脑组织连续切片、照相,并依次编号,裱片后进行尼氏染色,再对染色后的切片进行拍照,从而获取两份相对应的原始图像数据库.应用Photoshop 9.0对数据库中的数据进行半自动配准及人工分割,应用Amira 4.1.1软件对分割后的数据库进行三维重建.结果:获得大鼠小脑外形及小脑深部核团微细结构信息的数据库.运用Amira 4.1.1应用软件可分别对小脑外形及小脑核团进行三维显示,成功地定位了小脑深部核团在小脑中的空间位置形态以及与小脑周围组织的毗邻关系.结论:采用数字人图像处理技术配合传统的染色技术,可以获取理想的三维图像信息,更为真实,层次感更强.此法适用于小脑外形及小脑深部核团等组织精细结构的三维重建.     

眼动脉的应用解剖研究进展

随着显微解剖、断层影像、三维成像技术的广泛应用,眼动脉的应用解剖研究已取得了诸多的进展,现综述如下.     

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。     

中国人侧颅底区可视化研究

目的建立中国人体侧颅底区局部可视化数字模型，为该区疾病的影像学诊断及外科手术治疗提供数字形态学依据。方法应用我室建立的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工作站上对侧颅底区重要结构进行计算机三维重建及立体显示。结果侧颅底区局部可视化数字模型能够清晰显示侧颅底各重要结构。本研究着重显示了侧颅底神经血管区、颞骨内结构、颈内动脉及其毗邻结构与侧颅底骨性组织的三维解剖关系。三维重建结构可以单独或联合显示，重建结构的任意径线及角度均可进行适时三维测量。结论我室建立的数字化可视人体数据集能够较好地重建侧颅底区可视化解剖模型，反映该区域重要解剖结构及其空间毗邻关系，该结果可应用于侧颅底外科手术辅助教学以及手术入路的辅助设计等。     

可视化人体在泌尿外科医师培训中应用的探讨

近年来，在可视化人体数据集基础上产生的虚拟现实医学，实现了人体解剖结构的三维可视化，能在可视化模型上进行人体解剖结构的任意切割和多方位显示，并实现了虚拟外科学，已在教学和临床发挥了重要的作用。本文将对可视化人体在泌尿外科医师培训中的应用进行探讨。