多层螺旋CT三维重建技术在创伤性骨折中的应用

背景：螺旋CT三维重建技术尤其在解剖结构复杂、重叠较多的骨关节骨折中具有非常重要的应用价值,能够显著提高诊断率,减少漏诊率,为临床提供更多的诊断信息。 目的：探讨了螺旋CT三维及多平面重建的应用原理及不同部位骨折中的临床应用。 方法：应用计算机检索万方数据库、维普数据库和PubMed数据库中1999-01/2011-09关于多层螺旋CT三维重建技术在骨科领域应用的文章。选择文章内容与骨折及螺旋CT重建相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到157篇文献,根据纳入标准选择30篇文章进行探讨。 结果与结论：螺旋CT扫描后三维或多平面重建技术在骨折创伤检查中显示出重要的价值,它能很直观地显示骨折关节的损伤情况,有助于骨折正确分型,为骨科医师进行合适的治疗方案选择提供依据。随着多排螺旋CT的快速发展,三维CT重建技术更快捷、简单、实用,图像更加清晰,目前在计算机图像处理技术的基础上发展出了计算机辅助外科手术系统,与三维图像重建的有机结合可使临床医生能够更好的进行手术计划制定评估预后或治疗后随访,有较好的应用价值及前景。 关键词：螺旋CT;骨折;三维重建;评估;计算机辅助 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.09.038     

微螺钉种植体支抗在竖直磨牙中的应用

目的:研究微螺钉种植体在竖直磨牙矫治中的支抗应用,同时与传统方法中的“T”型曲竖直磨牙相比较。方法:10例单侧或双侧缺失下颌第一磨牙或第二磨牙远中磨牙前倾的错合畸形患者,随机分为两组,实验组采用微螺钉种植体作为支抗竖直向前倾斜的磨牙,对照组采用传统的方丝上作“T”型曲的方法竖直前倾磨牙,通过倾斜磨牙竖直疗程来判断两种方法的临床效果。结果:两种方法均能竖直倾斜磨牙。实验组竖直疗程为5.2个月,对照组平均疗程为6.8个月,两组间无差异。结论:微螺钉种植体支抗是一种舒适、稳定、有效的竖直磨牙的支抗形式,完全可以替代传统的方丝上作“T”型曲竖直磨牙的方法。     

多层螺旋CT扫描三维重建后逐层显示解剖结构及临床意义

目的：探讨多层螺旋CT（MSCT）扫描后三维重建在临床手术中的应用价值。方法：回顾性对8例下肢、1例颈部扫描病人进行三维重建，CT机为GE公司Light Speed16螺旋CT，重建采用GE公司三维重建软件。重建后调整CT值域值逐层显示病人解剖结构。结果：9例病人在去除皮肤及皮下组织后均能清晰显示肌肉组织，增强扫描还能清晰显示肌肉与知名大血管的毗邻关系，在去除肌肉后能清晰显示骨骼结构，并能多方位观察，增强扫描能清晰观察血管与骨骼的解剖关系。结论：采用本技术可逐层显示人体各层解剖结构，如增强扫描还能显示血管与周围组织关系；可正确指导手术设计，防止术中大出血，减少对术区健康组织的损伤，还可进行手术模拟训练。     

多层螺旋CT三维重建技术对诊断颈椎骨折的临床价值

目的研究颈椎骨折患者采用多层螺旋CT三维重建技术诊断的临床价值。方法 56例颈椎骨折患者为研究对象,均行X线和多层螺旋CT检查,观察两种检查方式对颈椎骨折的诊断情况。结果多层螺旋CT诊断颈椎骨折诊断率高达96.43%,明显高于X线诊断的57.14%(P0.05)。检查包括椎体、棘突、椎弓根及椎板,多层螺旋CT诊断率分别为100%、92.86%、91.18%以及96.00%,明显高于X线的60.71%、46.43%、47.06%以及42.00%,均P0.05。结论多层螺旋CT三维重建技术对颈椎骨折诊断率较高,相对于X线具有明显优势,值得临床应用和推广。     

多层螺旋CT重建技术在关节创伤中的应用

目的探讨多层螺旋CT重建技术在关节创伤中的应用价值。方法对100例四肢关节创伤病人,用多层螺旋CT机行容积扫描,数据输入工作站并进行图像重组。结果肩关节创伤10例,肘关节创伤5例,腕关节创伤9例,髋关节创伤37例,膝关节创伤28例,踝关节创伤11例。结论多层螺旋CT重建技术能显示病变的范围和程度,能综合评价关节创伤情况,对临床治疗有指导意义。     

64层螺旋CT在活体肝门静脉三维重建中的应用

目的:探讨64层螺旋CT应用于正常人体肝门静脉研究的可行性,观察三维重建肝门静脉的一般形态及变异.方法:153例正常受试者经肘正中静脉注射造影剂后,使用64层螺旋CT进行上腹部扫描,图像采集后经容积再现(VR)技术重建肝门静脉.结果:肝门静脉分5型:a型: 83 7%;b型:7 8%;c型:7 8%;d型:无;e型:0 7%.结论:64层螺旋CT可以作为研究活体肝门静脉形态的有效手段,三维重建能更准确、全方位地显示肝门静脉的正常解剖类型和变异.     

多层螺旋CT三维重建研究猪肾动脉和集合系统的解剖关系

目的　探讨多层螺旋CT（MVCT）三维成像在研究猪肾动脉和集合系统解剖关系中的可行性。 方法　使用MVCT扫描机对81例猪肾行螺旋CT扫描, 采用多平面重建(MPR)、最大密度投影（MIP）和容积再现技术(VR)进行猪肾动脉和集合系统的三维成像,以观察肾动脉和集合系统的解剖关系。 结果　全部81例猪肾标本均能显示肾动脉和集合系统的解剖关系。每个猪肾均只有一条动脉,肾动脉的一级分支有2支型和3支型两种,其中2支型占97.53%（79例）,3支型占2.47%（2例）;2支型中91.14% (72例)分为上极支和下极支,8.86% (7例)主分支为背侧支和腹侧支;所有标本中这2条动脉(背侧支和腹侧支)均供应肾上盏群;肾脏背侧中央区由1条起源于上极支的背侧动脉供应的占48.15%;供应肾脏腹侧中央区的动脉由水平分布在肾盂腹侧表面的分支血管组成的占82.72%;肾动脉下极支供应肾下盏群腹侧和背侧表面的占85.19%,而14.81%的背侧表面由来源于上极支的背侧动脉供应。 结论　MVCT三维成像可以作为研究猪肾动脉和集合系统解剖关系的有效方法。     

CT三维重建技术对颈椎理想椎弓根螺钉的选择及意义

目的运用CT三维重建技术测量颈椎(C3～C7)理想椎弓根螺钉的形态并探讨临床意义。方法应用CT三维重建技术对56例颈椎(C3～C7)进行模拟椎弓根内固定术,并对理想椎弓根螺钉的形态进行测量,包括理想螺钉的长度、直径、螺钉的偏角(外偏角)及矢状角。结果C3～C7理想椎弓根螺钉的长度分别为(28.2±1.9)、(27.9±2.1)、(29.7±2.0)、(30.8±2.3)、(30.6±2.4)mm;直径分别为(4.3±0.8)、(4.5±0.8)、(4.9±0.8)、(5.4±0.9)、(6.2±0.9)mm;外偏角分别为(48±4)°、(50±5)°、(48±4)°、(43±4)°、(36±3)°;矢状角分别为(9±5)°、(6±4)°、(1±3)°、(-1±4)°、(-1±3)°。结论C3～C7椎弓根的形态变异范围较大,应用CT三维重建技术模拟椎弓根内固定术,可测量理想椎弓根螺钉的形态并进行评估,对术中置入螺钉的角度和形态的选择有指导意义。     

多层螺旋CT在左心功能评价中的应用

多层螺旋CT具有纵向分辨率高,扫描速度快,检查方便快捷,结果准确以及强大的图像和数据后处理技术功能等优势,近年来在临床心血管疾病检查中逐渐被广泛应用。它不仅能够显示冠状动脉及其钙化情况,还可以对心脏功能进行评价,为临床心血管疾病的诊断和预后提供丰富信息。     

多层螺旋CT后处理技术在泌尿系结石诊断中的应用价值

目的 探讨多层螺旋CT后处理技术在泌尿系结石诊断中的应用价值。方法 11例泌尿系结石患者中,7例直接行泌尿系CT平扫后+三维重建,4例先行CT平扫,后进行尿路造影检查（CTU）,两种方法扫描后应用容积重建（VR）、多层面重建（MPR）及曲面重建（CPR）等技术来分析观察结石的形态、大小、密度、数目以及发病部位。结果 11例结石患者中,阳性结石10例（CT值约500 Hu~1100 Hu）,阴性结石1例（CT值约40 Hu）,共35枚结石,鹿角状9枚,结节状26枚。单纯肾结石3例,单纯输尿管结石1例,肾结石合并输尿管结石6例。合并不同程度肾积水7例,合并肾周筋膜炎和输尿管周围炎1例。结论 多层螺旋CT后处理技术在治疗前可准确评估泌尿系结石的状态,有助于临床泌尿系结石的诊断。     

Integration of 3D anatomical data obtained by CT imaging and 3D optical scanning for computer aided implant surgery

Background  

A precise placement of dental implants is a crucial step to optimize both prosthetic aspects and functional constraints. In this context, the use of virtual guiding systems has been recognized as a fundamental tool to control the ideal implant position. In particular, complex periodontal surgeries can be performed using preoperative planning based on CT data. The critical point of the procedure relies on the lack of accuracy in transferring CT planning information to surgical field through custom-made stereo-lithographic surgical guides.     

320排螺旋CT三维重建大脑前动脉的临床影像解剖学研究

目的　观测大脑前动脉的起源、走行及分支分布规律,期为脑血管疾病的诊疗提供影像学依据。 方法　随机收集100例无血管疾病的脑部多层螺旋CTA影像资料,利用其自带工作站进行图像后处理,观察大脑前动脉的影像解剖学结构。 结果　（1）测得大脑前动脉各段的数值,大脑前动脉A1段长度、内径及A1-A2夹角左右侧有统计学差异;（2）大脑前动脉走形变异率20%（20/100）,其中左侧A1段优势征9%,右侧A1段优势征5%,左侧A1段缺如1%,双侧大脑前动脉发育不良1%,左侧A4、A5段代偿供血1%,右侧A1段优势征合并同侧A2~A5段狭窄（由左侧A2~A5段代偿供血）1%,A4、A5共干1%,双侧A1段畸形1%;（3）大脑前动脉单干型71%,双干型29%。 结论　多层螺旋CTA能清晰立体地显示大脑前动脉的全长和主要分支及其解剖变异;大脑前动脉的变异复杂,左右差异显著,可为临床病变的早期诊断和治疗提供可靠依据。     

3D cone-beam CT reconstruction for circular trajectories

3D reconstruction from 2D projections obtained along a single circular source trajectory is most commonly done using an algorithm due to Feldkamp, Davis and Kress. In this paper we propose an alternative approach based on a cone-beam to parallel-beam rebinning step, a corresponding rebinning step into a rectangular virtual detector plane and a filtered backprojection. This approach yields an improved image quality reflected by a decreased low-intensity drop which is well known for 3D reconstruction from projection data obtained along circular trajectories. At the same time the computational complexity is lower than in Feldkamp's original approach. Based on this idea, a hybrid 3D cone-beam reconstruction method is formulated that enlarges the reconstruction volume in its dimension along the rotation axis of the cone-beam CT system. This enlargement is achieved by applying different reconstruction conditions for each voxel. An optimal ratio between the reconstructible and irradiated volume of the scanned object is achieved.     

医学图像三维重建的加速技术

利用二维切片数据重建三维结构,在医学领域有着重要的作用.在大数据量的情况下,等值面抽取的计算效率是富有挑战性的课题.本文介绍了八叉树加速算法,以及一个从轮廓线抽取三维模型的新加速算法,该算法着眼于减少对网格点的访问次数,对网格点访问一次就建立所有cube单元的索引值、所有cube棱边上的插值点等信息.最后针对相同的数据分别使用这两种加速算法和传统MC方法进行了比较.从实验结果看,这两种算法大大加速了传统的移动立方体(marching cubes)方法,特别是在大数据量时,加速效果非常明显.     

ECG-correlated image reconstruction from subsecond multi-slice spiral CT scans of the heart

Subsecond spiral computed tomography (CT) offers great potential for improving heart imaging. The new multi-row detector technology adds significantly to this potential. We therefore developed and validated dedicated cardiac reconstruction algorithms for imaging the heart with subsecond multi-slice spiral CT utilizing electrocardiogram (ECG) information. The single-slice cardiac z-interpolation algorithms 180 degrees CI and 180 degrees CD [Med. Phys. 25, 2417-2431 (1998)] were generalized to allow imaging of the heart for M-slice scanners. Two classes of algorithms were investigated: 180 degrees MCD (multi-slice cardio delta), a partial scan reconstruction of 180 degrees + delta data with a < phi (fan angle) resulting in effective scan times of 250 ms (central ray) when a 0.5 s rotation mode is available, and 180 degrees MCI (multi-slice cardio interpolation), a piecewise weighted interpolation between successive spiral data segments belonging to the same heart phase, potentially providing a relative temporal resolution of 12.5% of the heart cycle when a four-slice scanner is used and the table increment is chosen to be greater than or equal to the collimated slice thickness. Data segments are selected by correlation with the simultaneously recorded ECG signal. Theoretical studies, computer simulations, as well as patient measurements were carried out for a multi-slice scanner providing M = 4 slices to evaluate these new approaches and determine the optimal scan protocol. Both algorithms, 180 degrees MCD and 180 degrees MCI, provide significant improvements in image quality, including extremely arythmic cases. Artifacts in the reconstructed images as well as in 3D displays such as multiplanar reformations were largely reduced as compared to the standard z-interpolation algorithm 180 degrees MLI (multi-slice linear interpolation). Image quality appears adequate for precise calcium scoring and CT angiography of the coronary arteries with conventional subsecond multislice spiral CT. It turned out that for heart rates fH > or = 70 min(-1) the partial scan approach 180 degrees MCD yields unsatisfactory results as compared to 180 degrees MCI. Our theoretical considerations show that a freely selectable scanner rotation time chosen as a function of the patient's heart rate, would further improve the relative temporal resolution and thus further reduce motion artifacts. In our case an additional 0.6 s mode besides the available 0.5 s mode would be very helpful. Moreover, if technically feasible, lower rotation times such as 0.3 s or even less would result in improved image quality. The use of multi-slice techniques for cardiac CT together with the new z-interpolation methods improves the quality of heart imaging significantly. The high temporal resolution of 180 degrees MCI is adequate for spatial and temporal tracking of anatomic structures of the heart (4D reconstruction).     

成人盆腔血管多层螺旋CT三维重建初步研究

目的：探讨多层螺旋CT应用于正常人体盆腔血管形态学研究的可行性，重建盆腔血管，观察正常人体盆腔血管一般形态。方法：经肘正中静脉为16名正常受试者注射造影剂后，使用16排多层螺旋CT进行盆腔扫描，图像采集后经遮盖容积重建（SVR）和最大密度投影（MIP）技术重建盆腔动、静脉，鉴别显影血管及各血管分（属）支。结果：全部受试者中均显示出3-4级血管，平均显影时间为30s时可以清晰的显示动脉系统，90～130s之间为二者共同显示，并且在130s时静脉系统显影最为清晰，而230s后由于组织强化作用显著增强，静脉边缘显示不够清晰，但是相对独立。结论：多层螺旋CT可以作为解剖学手段，应用于正常人体盆腔血管形态学研究，并且随软件的升级可以更加清晰、准确地分离动静脉，对于今后临床盆腔血管疾病研究具有重要意义。     

多层螺旋CT血管成像对椎动脉变异的临床诊断价值

目的 探讨应用多层螺旋CT血管成像(MSCTA)技术对椎动脉变异进行分型的方法及其临床意义.方法 回顾性分析经MSCTA诊断的椎动脉变异66例.结果 单纯椎动脉起源变异3例,单纯椎动脉行径变异14例(16条),起源变异合并行径变异29例(34条),单侧椎动脉双分支2例,椎动脉窗式变异11例,单干椎动脉形成基底动脉(一侧...     

钛金属微种植体钉作为支抗的临床应用

背景：微种植体支抗因其体积小,植入、使用和去除简单,疗效可靠且成本低廉在正畸领域得到了广泛的应用。 目的：观察分析钛金属微种植体支抗在口腔正畸中的应用效果。 方法：对38例微种植体患者的投影测量分析,比较治疗前后的覆牙合、覆盖、磨牙关系和前牙内收程度等。 结果与结论：微螺钉种植体植入总数106枚,除3例患者因5枚种植体松动再次手术植入,1例患者因2枚种植体脱落拒绝再次植入而改用传统支抗外,其他病例均获得了满意的治疗效果,建立了正常的前牙覆牙合、覆盖关系,患者面型得到了明显的改善。微种植体矫治过程相对简单,患者易于接受。     

3D数字化重建技术在成人基于鼻窦CT的容积中的应用

目的 利用鼻窦平扫CT通过三维重建软件Mimics17.0计算我国成年人上颌窦及蝶窦容积,并分析其性别差异。方法 选取北京大学第三医院鼻窦平扫CT图像98例,利用Mimics 17.0三维重建软件重建上颌窦及蝶窦的数字化模型,通过三维立体数字化模型获取鼻窦容积。结果 男性右侧上颌窦平均容积（16.69±6.90）ml,男性左侧上颌窦平均容积为（16.88±7.12）ml。男性右侧蝶窦平均容积为（4.62±2.99）ml,男性左侧蝶窦平均容积为（5.58±3.72）ml。女性右侧上颌窦平均容积为（11.39±5.63）ml,女性左侧上颌窦平均容积为（11.37±5.38）ml。女性右侧蝶窦平均容积为（4.12±2.53）ml,女性左侧蝶窦平均容积为（3.32±2.30）ml。其中左侧蝶窦、双侧上颌窦体积具有性别差异。结论 三维重建可以快速获得鼻窦的三维模型,准确计算鼻窦容积,并且可以通过鼻窦体积间接反映性别。为进一步了解鼻窦立体解剖提供参考。     

基于深度学习单投影的CT断层成像三维重建

【摘要】目的:提出一种基于深度学习的计算机断层扫描（CT）单视图断层成像三维（3D）重建方法,在减少数据采集量和降低成像剂量的情况下对不同患者进行CT图像的3D重建。方法:对不同患者的CT图像进行数据增强和模拟生成对应的数字重建放射影像（DRR）,并进行数据归一化操作。利用预处理后的数据通过卷积神经网络训练出一个普适于不同患者的神经网络模型。将训练好的神经网络模型部署在测试数据集上,使用平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）、结构相似性（SSIM）和峰值信噪比（PSNR）对重建结果进行评估。结果:定性和定量分析的结果表明,该方法可以使用不同患者的单张2D图像分别重建出质量较高的3D CT图像,MAE、RMSE、SSIM和PSNR分别为0.006、0.079、0.982、38.424 dB。此外,相比特定于单个患者的情况,该方法可以大幅度提高重建速度并节省70%的模型训练时间。结论:构建的神经网络模型可通过不同患者的2D单视图重建出相应患者的3D CT图像。因此,本研究对简化临床成像设备和放射治疗当中的图像引导具有重要作用。