基于经食管三维超声的3D打印模型评价左心耳解剖

目的 探讨经食管三维超声心动图（3D-TEE）作为左心耳（LAA）三维（3D）打印数据源的可行性及超声3D打印模型的准确性,并评价3D打印模型对特殊解剖形态LAA封堵手术的指导价值。方法 回顾性分析18例因心房颤动接受LAA封堵术的患者资料,包括LAA的3D-TEE和CT容积图像数据。对3D-TEE数据进行后处理,并使用弹性材料制作LAA的3D打印模型。采用3D打印模型评价LAA解剖分型与分叶分型,测量LAA开口的最大径、最小径及深度,并与3D-TEE及CT容积图像结果进行对比。在封堵困难的特殊形态LAA模型上进行封堵器释放试验。结果 对18例患者均成功进行超声数据后处理并获取LAA 3D打印模型。应用3D打印模型与CT容积图像对LAA进行解剖分型及分叶分型的一致性均较高,Kappa值分别为0.92和0.83。且3D打印模型对LAA开口最大径、最小径及深度的测量值与3D-TEE测量值差异均无统计学意义（P均>0.05）。18例中2例为特殊形态LAA,均通过3D打印模型进行封堵伞释放模拟出术中封堵过程。结论 基于3D-TEE的LAA 3D打印技术具有较高的可行性及准确性,有助于指导特殊形态LAA的个性化封堵。     

基于迁移学习和三维卷积神经网络检测肺结节

目的 采用迁移学习多尺度三维卷积神经网络（3D CNN）检测肺结节。方法 综合多种方法分割肺实质区域，提取三维候选肺结节；搭建多尺度特征结构3D CNN模型，通过基于权值的迁移学习方法微调网络模型结构；提取数据集，训练微调后的三维网络模型，以之检测肺结节。结果 本方案对大（>15 mm）、中（≥5 mm且≤15 mm）肺结节的平均准确率达97.28%，对小（<5 mm）结节平均准确率达92.31%，综合性能优于传统方法及深度学习方法。结论 基于迁移学习和3D CNN可自动精确检测不同大小肺结节。     

数字化单心室胎儿人体结构数据集采集与心脏三维重建

目的 建立数字化单心室胎儿人体结构数据集,以及单心室合并主动脉缩窄的数字化三维心脏模型。 方法 选择经产前超声确诊后于妊娠35周引产、引产后经MR和64排CT扫描证实患有心脏复杂畸形的女性胎儿尸体标本1具,体质量2650 g,在-25℃低温实验室中从头至足逐层连续性铣切,同时用高清晰度数码相机摄影,得到胎儿人体结构数据集。采用半自动分割软件和Photoshop软件对心脏及心底部大血管进行图像分割与三维重建。 结果 CT扫描层厚0.625 mm。MR扫描层厚3.0 mm。连续解剖横断面层厚0.2 mm,全身共1495个断面。数字化摄影分辨力为10 989 056 pixels(4064×2704)像素,每个断面图像文件大小为31.4 MB,整个解剖切片数据集大小为46.943 GB。重建的心脏模型可以局部或整体多角度显示,与CT重建图像高度一致。 结论 所得数字化单心室胎儿人体结构数据集为整个标本的连续断面,无节段性数据缺损,且伴有复杂心脏畸形,对心脏外科及临床医学影像学教学均具有重要意义。     

320排螺旋CT观察正常心脏二尖瓣

目的 探讨320排螺旋CT评价正常人心脏二尖瓣形态与功能的价值。方法 50名心脏瓣膜正常成年人接受320排螺旋CT冠状动脉检查,重建心动周期10个时相,采用各时相多平面重组(MPR)、最大密度投影(MIP)、色彩点亮技术(Colored Lit)、容积再现技术(VRT)并结合容积电影成像观察和分析二尖瓣的形态,在垂直或平行室间隔左心室长轴、双口位和左心室短轴位上测量二尖瓣长度、厚度、二尖瓣附着缘宽度、二尖瓣开口直径和面积、二尖瓣环直径和面积、二尖瓣口环直径比、面积比以及二尖瓣前后瓣开放角度。结果 二尖瓣前瓣长(25.91±4.70)mm,厚(1.97±0.05)mm和后瓣长(13.19±2.52)mm,厚(1.13±0.03)mm,二尖瓣附着缘宽度前瓣(39.14±6.84)mm、后瓣(81.50±9.90)mm,二尖瓣口直径(18.90±3.12)mm、面积(413.44±69.92)mm²,二尖瓣环直径(31.89±5.78)mm、面积(823.94±114.17)mm²,二尖瓣口环直径比为约1 ∶ 1.68,面积比约1 ∶ 1.98,二尖瓣前后瓣开放角度分别为(63.26±12.03)°和(53.54±10.35)°。结论 320排螺旋CT可定量分析二尖瓣形态特征及其运动功能。     

基于中国可视化人体数据集和双源CT数据集的心脏三维可视化模型

目的 建立基于中国可视化人体(CVH)数据集和双源CT数据集的心脏三维可视化模型,并观察其特点。方法 选取中国首套可视化人体数据集心脏断面及临床双源螺旋CT心脏造影数据集,运用体绘制和面绘制的方法,在Amira 5.2.1软件上建立基于上述两种数据集的心脏三维可视化模型,并对其各自特点进行对比研究。结果 基于CVH数据集的心脏三维可视化模型在图像质量、解剖信息量、细微解剖结构显示方面优于基于双源CT数据集的心脏三维可视化模型,但基于双源CT数据集的心脏三维可视化模型在源数据获取的简便性、个体解剖特异性、细小血管显示(尤以冠状动脉细小分支明显)方面占据优势。结论 以CVH和双源CT数据集为基础构建的心脏三维可视化模型各具优劣,且相互补充,采用两种模型共同显示,可为临床提供丰富而全面的心脏三维可视化影像平台。     

320排容积CT心脏成像在小儿法洛四联症中的应用：与超声对比

目的 探讨320排容积CT心脏成像在小儿法洛四联症（TOF）诊断与治疗中的价值。方法 对20例临床拟诊为TOF的患儿行320排VCT检查,并将CT检查结果与同期超声检查结果对照。结果 20例患者中320排VCT确诊16例,US确诊18例;对16例320排VCT及US均诊断为TOF患儿的McGoon指数分别为1.13±0.04和1.01±0.04（t=1.521,P=0.149）;以手术为金标准,320排VCT及US对室间隔缺损检出率分别为80.00%（16/20）和90.00%（18/20,P>0.05）。320排VCT和US测量室间隔缺损最大径分别为（4.98±0.29）mm和（4.96±0.31）mm（t=0.258,P=0.800）,测量的TOF患儿主动脉骑跨率分别为（0.27±0.01）%和（0.28±0.01）%（t=-0.019,P=0.250）。结论 320排VCT可清楚显示患儿TOF各种畸形,可较准确地评估TOF患儿肺动脉发育及大于2 mm的室间隔缺损,对术前治疗计划的制定有重要意义。     

完全3D打印技术制作MRI质量控制体模

目的 设计并完全通过3D打印技术制造测量精度高、制作速度快的MRI质量控制（以下简称质控）体模。方法 设计符合MRI质量控制标准的体模整体和测试组件。采用设计制图软件Pro/Engineer,通过工程制图,设计出MRI质控体模的各模块和外壳的3D模型;导出STL格式文件,并采用3D光敏成型打印机（LITE600HD）整体打印并组装。采用1.5T MR成像系统对体模进行测试。结果 星形测试模块测得相位编码方向极限分辨率为6.55 LP/cm,频率编码方向为4.19 LP/cm。几何畸变测试模块测量图像畸变率为9.94%。层厚测试模块实际计算层厚为5.63~6.51 mm,偏差为+1.51 mm,图像纵横比为0.984。结论 通过3D打印制造MRI质量控制体模测试精度高,成本低,加工速度快,能够满足MRI日常质控和定制化体模的需要。     

超声数据3D打印制作二尖瓣模型的可行性

目的 探讨以3D-经食管超声心动图（TEE）为数据源，采用3D打印技术制作二尖瓣（MV）模型的可行性。方法 获取30例患者的MV 3D-TEE图像，其中MV正常、MV狭窄、MV脱垂各10例，使用铸模硅胶灌注成型法制作MV 3D模型。测量并对比3D模型及3D-TEE图像上二尖瓣前后径、前外后内侧径、瓣环周长、瓣环面积及瓣膜开放幅度，计算二者间MV上述测值的绝对差值。结果 30例3D-TEE图像均成功后处理并打印制作出MV 3D模型。3D模型与3D-TEE图像间各参数测值差异均无统计学意义（P均>0.05），且各参数测值的绝对差值均较小。结论 采用3D-TEE和3D打印技术制作MV模型可行，且具有高保真度。     

标准检查条件下非心脏病心脏标准摄取值与组织CT值的相关性

目的 探讨标准检查条件下非心脏病患者心脏¹⁸F-FDG PET显像标准摄取值(SUV)是否受组织CT值的影响。 方法 在我院接受PET/CT检查的患者中随机抽取88例,排除心脏疾病,设立高血压组、贫血组、肿瘤组、正常组4个组,每组22例,观察不同机体状态下心脏组织SUV和CT值,测量左心室侧壁肌、室间隔肌、左心室腔的SUV和CT值,分析各组左心室侧壁肌、室间隔肌、左心室腔CT值和SUV的组间差异,进一步分析各组内不同组织SUV与自身CT值的相关性。 结果 贫血组左心室侧壁肌、室间隔肌、左心室腔CT值低于高血压组、肿瘤组和正常组(P＜0.05),而各组间SUV差异无统计学意义(P>0.05);各组内左心室侧壁肌、室间隔肌、左心室腔SUV与其身CT值无相关性(P>0.05)。 结论 标准检查条件下非心脏病患者心脏组织¹⁸F-FDG PET显像SUV与组织CT值无相关性,SUV相对稳定。     

基于正侧位锥束CT投影快速构建脊椎三维模型

目的 探讨基于C形臂的两张正侧位2D锥束CT（CBCT）投影图像进行3D模型重建的效果。方法 采用半自动化的二维投影图像特征点提取算法,选定18点的特征点集并提取其对应的正侧位二维投影图像平面坐标,然后针对C形臂CBCT系统建立坐标系,推导特征点三维空间坐标与其在投影图像中平面坐标之间的几何关系,代入转换公式获得特征点集的三维空间坐标。利用薄板样条法对三维脊椎基础模型进行空间非刚性插值获得三维脊椎目标模型。将L3石膏模型置入C形臂CBCT系统,获取375幅圆周扫描图像,利用FDK算法重建三维模型并进行表面重采样得到三维脊椎参考模型,对其进行不规则形状调制得到三维脊椎基础模型,利用本文方法对三维脊椎基础模型进行空间非刚性插值得到三维脊椎目标模型,并设置对照组对本文方法的精度进行评价。结果 相对于特征点手动提取和边缘增强提取算法,采用半自动化特征点提取算法构建获得的三维脊椎目标模型与参考模型的误差降低至1 mm以内。结论 采用本文方法可构建出近似的、精度较高的脊椎三维模型,为基于C形臂CBCT的手术导航提供3D图像支持。     

膜周部室间隔缺损合并三尖瓣关闭不全的超声诊断分析和封堵术效果观察

目的利用超声心动图二维和三维图像诊断先天性膜周部室间隔缺损(VSD)合并三尖瓣关闭不全(TI),并总结分析经导管封堵术的效果。方法选择已进行VSD封堵术的患者37例,入选条件是术前有明显的三尖瓣关闭不全(TI)。诊断依据:彩色多普勒显示三尖瓣上收缩期高速由右室向右房的逆行血流(TR),运用Simpson法测量TR的容积。疗效评估:比较术前、术后TR容积的变化。结果超声二维和三维图像可清晰显示VSD;37例行封堵术的患者均存在三尖瓣瓣膜或腱索与VSD边缘粘连的情况,比较患者封堵术前后的TR,术前平均为(4.56&#177;1.5)ml,术后减少平均为(1.77&#177;0.86)ml,P&lt;0.05有统计学意义。结论超声心动图二维和三维图像的结合会进一步提高超声诊断的立体定位准确性,封堵术对因粘连引起的TR有明显的治疗效果。     

单心动周期实时三维超声心动图评价室间隔缺损封堵术前后左心室容积及收缩功能

目的 探讨应用单心动周期实时三维超声心动图(sRT-3DE)评价室间隔缺损(VSD)患者介入封堵术后左心室容积及收缩功能变化的价值。方法 收集接受介入封堵术的先天性VSD患者42例,于术前1天、封堵术后第3天、1个月、3个月和5个月应用sRT-3DE采集一个心动周期内心尖四腔心切面三维图像,测量左心室舒张末期容积(LVEDV)、收缩末期容积(LVESV)、每搏量(LVSV)和左心室射血分数(LVEF)。结果 术后第3天、1个月、3个月和5个月LVEDV、LVESV均低于术前(P均<0.05);术后LVSV、LVEF虽有所下降,但与术前比较差异无统计学意义(P均>0.05)。结论 应用sRT-3DE评价室间隔缺损患者介入封堵术前后左心室容积与收缩功能变化安全、方便、无创,适于临床推广应用。     

采用时间-空间相关技术联合常规超声检查诊断胎儿室间隔缺损

目的探讨时间-空间相关(STIC)技术辅助诊断室间隔缺损(VSD)的临床价值。方法对疑诊VSD的43胎胎儿先进行常规超声心动图检查,然后均加行STIC检查。对比常规超声与STIC技术联合常规超声诊断VSD的敏感度。结果产后确诊VSD 27胎。常规超声诊断19胎VSD,诊断敏感度为70.37%(19/27);单独使用STIC诊断VSD 20胎,诊断敏感度74.07%(20/27);STIC技术联合常规超声诊断VSD 25胎,诊断敏感度92.59%(25/27),与常规超声比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 STIC技术能为诊断胎儿VSD提供更多信息,可作为常规超声检查的补充。     

双源CT心脏图像中二尖瓣的分割及三维重建

目的 对双源CT(DSCT)图像中心脏二尖瓣进行分割和三维重建,为二尖瓣结构和功能异常分析提供参考。 方法 采用两步分割法对DSCT图像中二尖瓣分割:首先利用基于区域竞争主动轮廓模型的快速水平集算法(RCAC-FLSA)对经过双边滤波处理后图像进行初步分割,得到心脏对比剂增强区域;然后在灰度拉伸处理的基础上,结合ROI,再次利用RCAC-FLSA对上一步分割结果进行分割,得到心脏二尖瓣区域;最后对二尖瓣进行恢复。在Visual C++ 2005平台上结合OpenGL开发三维重建与显示平台,利用基于三维纹理映射的体绘制方法进行三维重建,并且加入伪彩色处理和透明度处理,以增强三维重建的立体效果。 结果 成功分割出一系列DSCT心脏图像中的二尖瓣,结合伪彩色处理和透明度处理的三维重建与显示平台,可获得二尖瓣的逼真重建。 结论 两步分割算法能有效分割DSCT心脏图像中的二尖瓣;结合伪彩色处理和透明度处理的三维重建与显示平台,能提供逼真的三维重建效果。     

超声心动图顺序分段诊断法与64排螺旋CT诊断肺动脉闭锁合并室间隔缺损

目的 探讨TTE顺序分段诊断法和64排螺旋CT术前诊断肺动脉闭锁(PA)伴室间隔缺损(VSD)的准确性。方法 对45例PA/VSD患儿于术前进行TTE和心脏MSCT检查, 以手术结果为金标准, 按心脏及大血管各解剖节段分别与手术所见对照, 分析比较二者诊断效能的差异性。结果 与手术结果对照, TTE和MSCT对腔静脉、肺静脉与心房连接、心室位置与房室连接、心室水平分流、心室与大动脉连接的诊断准确率均为100%;TTE与MSCT诊断肺动脉发育情况及动脉导管未闭的敏感度、特异度及准确率差异均无统计学意义(P均 >0.05);而在诊断心房水平分流方面、侧支血管及冠状动脉异常起源方面, 二者差异均有统计学意义(P均 <0.05)。结论 TTE顺序分段诊断法及MSCT均能较准确诊断PA/VSD。TTE在心内分流方面的诊断准确度优于MSCT;而在诊断主-肺动脉间侧支血管及冠状动脉起源方面, MSCT优于TTE。     

Genetic analysis combined with 3D‐printing assistant surgery in diagnosis and treatment for an X‐linked hypophosphatemia patient

BackgroundHypophosphatemia is mainly characterized by hypophosphatemia and a low level of 1alpha,25‐Dihydroxyvitamin D2 (1,25‐(OH)₂D2) and/or 1alpha,25‐Dihydroxyvitamin D3 (1,25‐(OH)₂D3) in the blood. Previous studies have demonstrated that variants in PHEX and FGF23 are primarily responsible for this disease. Although patients with variants of these two genes share almost the same symptoms, they exhibit the different hereditary pattern, X‐link dominant and autosome dominant, respectively. Three‐dimensional (3D) printing is a method which can accurately reconstruct physical objects, and its applications in orthopedics can contribute to realizing a more accurate surgical performance and a better outcome.MethodsAn X‐linked hypophosphatemia (XLH) family was recruited, with four patients across three generations. We screened candidate genes and filtered a duplication variant in PHEX. Variant analysis and co‐segregation confirmation were then performed. Before the operation of our patient, a digital model of our patient''s leg had been rebuilt upon the CT scan data, and a polylactic acid (PLA) model had been 3D‐printed.ResultsA novel duplication PHEX variant c.574dupG (p.A192GfsX20) was identified in a family with XLH. Its pathogenicity was confirmed by the co‐segregation assay and online bioinformatics database. The preoperative plan was made with the help of the PLA model. Then, arch osteotomy and transverse osteotomy were performed under the guidance of the previous simulation. The appearance of the surgical‐intervened leg was satisfactory.ConclusionsThis study identified a novel PHEX variant and showed that 3D printing tech is a very promising approach for corrective osteotomies.     

64层螺旋CT三维图像对先天性心脏病的应用价值

目的：评价先天性心脏病（CHD）不同病变类型在64层螺旋CT（64-MDCT）三维重建图像上的表现及显示效果。方法：回顾性分析36例CHD患者的64-MDCT资料,分别在轴位、冠状、矢状位及容积再现（VR）重组图像上观察病变,统计分析不同重组图像显示总体病变及房、室间隔缺损效果有无差异。结果：36例患者共有病变59处,轴位、冠状及矢状位图像在发现病变（59处,100．0％;57处,96．6％;53处,89．8％）及室间隔缺损显示（显示效果评分：41、38及39分）方面无明显差异（P〉0．05）,但轴位图像显示房间隔缺损明显优于冠、矢状位图像（显示效果评分：19、13及12分）（P〈0．05）。VR图像与轴位及冠、矢状位图像显示心外大血管病变效果无差异（P〉0．05）。不同类型病变在轴位,冠、矢状位及VR图像上表现特征不尽相同,而不同重组图像有各自优势显示的病变类型。结论：64-MDCT三维重建图像能够很好地显示先心病各种类型病变,了解不同重建图像上病变表现特征及显示效果有利于做出准确、全面的诊断。     

64层螺旋CT对心功能不全患者冠状窦的评价

目的探讨64层CT冠状动脉血管成像(CTA)评价冠状窦(CS)的可行性,并观察心功能不全患者冠状窦口(CSO)的形态学变化。方法将24例经CTA证实无心脏和冠状动脉疾病的患者和24例不同程度充血性心功能不全患者的冠状动脉CTA检查数据进行图像处理,主要评价CS的图像质量、长度、CSO的直径和横截面积、冠状窦瓣的显示率,并比较心功能正常患者和充血性心功能不全患者的CSO大小有无差异。结果所有患者CS的图像质量评分均达3分,并均有较高的对比噪声比(CNR),心功能正常组CS平均长度(34.3±16.3)mm,与心功能不全组无显著差异(P>0.05),心功能不全组的CSO上下径和横截面积明显大于心功能正常组(P<0.05)。结论64层螺旋CT血管成像可以清晰显示CS,并能够对CSO的大小进行精确测量;心功能不全患者的CSO扩张,其上下径和横截面积大于心功能正常组。     

超声心动图在外科修补术后室间隔残余漏介入封堵治疗中的应用

目的 探讨外科修补术后残余漏介入封堵治疗的超声心动图筛选适应证及价值.方法 应用HP 5500型彩色多普勒诊断仪检查13例拟行封堵术的残余漏患者,术前观测左右室侧残余漏口大小、漏口残端距主动脉瓣和三尖瓣的距离,术中经胸超声心动图监护引导,术后追踪随访.结果 残余漏部位、残余漏左右室侧大小心血管造影检查与超声心动图结果一致,残余漏距主动脉右瓣距离(2.1±1.6) mm(0～6.9 mm),距三尖瓣(2.3±1.8) mm (0～5.4 mm).所有患者均成功置入封堵器,2例封堵术后少量残余分流,1例于术后3个月消失;1例术后1个月仍有分流,现在随访观察中.结论 超声心动图在外科修补术后间隔残余漏介入封堵术前病例筛选、术中监护引导、术后随访有着其他检查不可替代的临床应用价值.     

动态心内三维超声虚拟现实诊断方法研究

目的应用虚拟现实（VR）技术,通过临床初步应用研究,评价小儿先天性心脏病心内三维虚拟现实诊断方法的可行性.方法正常小儿20例、先天性心脏病患儿30例（ASD 10例、VSD 9例、TOF 11例）,分别进行全心三维图像重建,实现动态三维超声虚拟现实显示,对虚拟心内结构进行三维空间定位观察,显示心内结构异常者与心导管术后或手术后诊断或三维超声诊断进行比较,确定该方法的空间定位及空间结构关系判断的准确性.结果动态心内三维超声虚拟显示技术能正确显示正常及先天性心脏病患儿的心内结构,诊断心内结构异常者与心导管术后或手术后诊断或三维超声诊断一致.结论动态心内三维超声虚拟现实技术为小儿先天性心脏病无创性三维超声诊断提供了一种新方法.