应用快速成型技术复制人体骨骼模型与假肢制造设计的意义

目的：探讨一种由螺旋CT图像反求(reverse engineering，RE)人体骨骼三维轮廓、用快速成型技术复制骨骼模型的方法，探索快速成型技术在矫形外科中的应用。方法：采用Picker公司PQ6000螺旋CT对猪股骨髁部进行层厚1mm，螺距1．0扫描，在CT机的Voxel Q图像工作站进行初期三维容积重建，之后对重建数据间隔0．2mm下载二维断层图像。自行开发数据格式转换软件，对下载图像进行滤波、去噪等处理，求出断面图像的二维边缘轮廓矢量化数据线图，将线图输入美国：Imageware公司Surfacer9．0图像处理软件，对轮廓曲线进行矢量叠加，获得股骨髁表面轮廓三维实体模型。经数据转换，在西安交通大学恒通公司LPS600快速成型机上复制骨骼实体模型。结果：得到了树脂实体骨骼模型，其几何外形与原股骨髁实物高度一致，复制的精度高。结论：由CT片层数据获得骨骼轮廓信息，用快速成型技术可复制骨骼三维实体模型，为矫形外科、颌面外科的假肢设计制造，复杂骨骼疾病诊断以及临床教学打下基础。     

个体化人工半膝关节假体计算机辅助设计和快速成型的基础：股骨髁三维建模

背景：目前保肢方法有异体骨关节置换、人工金属假体置换、肿瘤骨段灭活再植等，各有优缺点。四肢骨肿瘤切除深低温冷冻大段异体骨关节置换术存在异体一自体关节不匹配和后期关节软骨坏死影响关节功能的问题。 目的：评估一种由螺旋CT扫描数据获取关节软骨表面轮廓信息的方法，为基于快速成型技术的个体化人工半膝关节研究奠定基础。 设计：开放性实验。 单位：解放军兰州军区乌鲁木齐总医院创伤一科。 材料：实验于2001-09／2003-05在解放军第四军医大学西京医院骨科研究所和西安交通大学先进制造研究所完成。样本来源：CT扫描对象为25岁健康男性志愿者。 方法：采用Picker 6000螺旋CT对股骨远端进行层厚lmm扫描，在Picker 6000 CT机的Voxel Q图像工作站进行三维容积重建，之后对重建数据间隔0.1mm下载二维断层图像。自行开发数据格式转换软件，对下载图像进行滤波、去噪等处理，求出断面图像的二维边缘轮廓矢量化数据，输入美国Imageware公司Surfacer 9．0软件进行矢量化三维重建。然后通过对关节软骨轮廓的识别及假体设计需要，提取出感兴趣的关节软骨表面轮廓的三维图像，用于个体化人工半膝关节的计算机辅助设计。 主要观察指标：CT图像的矢量转换和股骨髁三维重建矢量图像。 结果：利用自主开发的医学图像矢量转换软件，实现了CT图像数据的矢量转换，在Surfacer9.0三维处理软件中构建出个体化股骨髁三维实体模型，并根据设计需要进行编辑，提取出可进行人工半膝关节假体计算机辅助设计需要的关节软骨三维模型。所构关节面轮廓可进一步处理，从而完成人工半膝关节假体的计算机辅助设计；其文件格式为．stl格式，可直接被快速成形软件识别和用于工程学制造。 结论：由螺旋CT数据进行关节软骨外形轮廓的矢量化重建可获得精确的关节软骨轮廓三维实体模型，模型可编辑性强，为复合大段异体骨移植的人工半膝关节假体的计算机辅助设计和快速成型制造打下了基础；用此方法进行医学图像信息的矢量转换简单易行，在骨科、口腔颌面外科生物制造领域有良好的应用前景。     

个体化人工半膝关节假体计算机辅助设计和快速成型的基础:股骨髁三维建模

背景:目前保肢方法有异体骨关节置换、人工金属假体置换、肿瘤骨段灭活再植等,各有优缺点。四肢骨肿瘤切除深低温冷冻大段异体骨关节置换术存在异体-自体关节不匹配和后期关节软骨坏死影响关节功能的问题。目的:评估一种由螺旋CT扫描数据获取关节软骨表面轮廓信息的方法,为基于快速成型技术的个体化人工半膝关节研究奠定基础。设计:开放性实验。单位:解放军兰州军区乌鲁木齐总医院创伤一科。材料:实验于2001-09/2003-05在解放军第四军医大学西京医院骨科研究所和西安交通大学先进制造研究所完成。样本来源:CT扫描对象为25岁健康男性志愿者。方法:采用Picker6000螺旋CT对股骨远端进行层厚1mm扫描,在Picker6000CT机的VoxelQ图像工作站进行三维容积重建,之后对重建数据间隔0.1mm下载二维断层图像。自行开发数据格式转换软件,对下载图像进行滤波、去噪等处理,求出断面图像的二维边缘轮廓矢量化数据,输入美国Imageware公司Surfacer9.0软件进行矢量化三维重建。然后通过对关节软骨轮廓的识别及假体设计需要,提取出感兴趣的关节软骨表面轮廓的三维图像,用于个体化人工半膝关节的计算机辅助设计。主要观察指标:CT图像的矢量转换和股骨髁三维重建矢量图像。结果:利用自主开发的医学图像矢量转换软件,实现了CT图像数据的矢量转换,在Surfacer9.0三维处理软件中构建出个体化股骨髁三维实体模型,并根据设计需要进行编辑,提取出可进行人工半膝关节假体计算机辅助设计需要的关节软骨三维模型。所构关节面轮廓可进一步处理,从而完成人工半膝关节假体的计算机辅助设计;其文件格式为.stl格式,可直接被快速成形软件识别和用于工程学制造。结论:由螺旋CT数据进行关节软骨外形轮廓的矢量化重建可获得精确的关节软骨轮廓三维实体模型,模型可编辑性强,为复合大段异体骨移植的人工半膝关节假体的计算机辅助设计和快速成型制造打下了基础;用此方法进行医学图像信息的矢量转换简单易行,在骨科、口腔颌面外科生物制造领域有良好的应用前景。     

16排螺旋CT重建技术在宫颈癌诊断及分期中的应用

目的探讨16排螺旋CT重建技术在宫颈癌诊断及分期中的应用价值。方法经活检病理证实的23例患者均行16排螺旋CT容积增强扫描；图像经后处理获得宫颈癌多平面图像。结果矢状面图像可以全面显示宫颈肿块生长趋势；轴位图像、冠状面图像可以显示宫颈旁侵犯程度及淋巴结转移情况；任意旋转位图像可以显示宫颈肿块最大截面，与周围脏器组织之间关系，淋巴结侵犯情况。结论16排螺旋CT重建技术可以全面显示宫颈肿块生长及侵犯特征，对临床分期及指导治疗有重要价值。     

数字化人体骨骼重建和快速骨盆成型技术的实验研究

目的：探讨骨盆快速成型的初步临床应用价值和前景。方法：采集6例骨盆病变患者CT断层扫描的Dicom原始数据，利用Maflab软件进行感兴趣区域的表面计算，将结果转换为STL格式，利用快速成型技术将患者骨盆按照实际大小制造出来。根据骨盆模型进行手术设计，指导病变的切除和骨盆、髋臼等部位的重建。结果：6例患者完全按照实际尺寸重建骨盆模型，并根据模型决定手术计划、切除范围和重建方法，更精确和快速进行手术。结论：利用人体骨盆快速成型可以更精确和准确进行骨盆病变切除和骨性功能重建。     

迭代重建技术在低剂量CT中的应用进展

自从20世纪70年代诞生,CT已得到了广泛的应用;据估计目前美国每年有超过6．2亿CT扫描,其中儿童CT扫描至少400万。随着CT的广泛应用,CT辐射剂量已成为人们普遍关注的问题;X线可产生电离辐射,损害DNA,有潜在的致癌风险;据估计在美国的偶然事件致癌中,接近2％是由于CT的使用所造成。因而,降低CT辐射剂量及优化CT个体化扫描,是现代影像医学中急需解决的问题。     

螺旋CT及其多平面重建技术对判定食管癌侵犯周围结构的价值

目的 探讨螺旋CT多平面成像(MPR)技术对判定食管癌侵犯周围器官结构的价值，并与横断面图像对比。方法 食管癌病例行前瞻性CT检查，43例有手术病理证实，其中行单层螺旋CT(SDCT)扫描25例，多层螺旋CT(MDCT)扫描18例。双盲法阅片。结果 横断面图像与MPR肿瘤侵犯判定的敏感性分别为53．85％，76．92％，特异性分别为93．33％，96．67％，准确性分别为81．40％，90．70％，MPR优于横断面图像，但无统计学差异。结论 螺旋CT多平面重建图像能全面直观地显示肿瘤与周围结构的关系，对食管癌外侵判断的准确率较高。     

数字化人体骨骼重建和快速骨盆成型技术的实验研究

目的探讨骨盆快速成型的初步临床应用价值和前景。方法采集6例骨盆病变患者CT断层扫描的Dicom原始数据,利用Matlab软件进行感兴趣区域的表面计算,将结果转换为STL格式,利用快速成型技术将患者骨盆按照实际大小制造出来,根据骨盆模型进行手术设计,指导病变的切除和骨盆、髋臼等部位的重建。结果6例患者完全按照实际尺寸重建骨盆模型,并根据模型决定手术计划、切除范围和重建方法,更精确和快速进行手术。结论利用人体骨盆快速成型可以更精确和准确进行骨盆病变切除和骨性功能重建。     

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。     

数字化三维重建技术定量评估青少年特发性脊柱侧弯胸椎椎弓根的形态变化

目的：应用数字化三维重建技术，对青少年特发性脊柱侧弯患者胸椎椎弓根的形态变化进行观察，分析其形态变化的规律。方法：随机选取2000-10／2004-10解放军总医院骨科需要手术矫正的青少年特发性脊柱侧弯患者18例，男4例，女14例，年龄14～19岁。18例患者均经过手术矫正内固定治疗，术后未出现严重并发症。①患者拍摄脊柱正侧位X线片，测量脊柱侧弯的Cobb角。②根据18例青少年特发性脊柱侧弯患者CT断层扫描DICOM数据，采用Mimics和3D View软件进行脊柱数字化三维重建和显示，直接在计算机上观察胸椎椎弓根的形态，测量胸椎椎弓根的横径、椎弓根-肋骨头结合体横径、椎弓根矢状径。结果：按意向处理分析，18例患者全部纳入实验。①脊柱侧弯度数测量结果：18例患者主胸弯凸向右侧，X线和CT均未发现椎体和肋骨畸形。Cobb角45&;#176;～125&;#176;，平均68．3&;#176;。②椎体形态观察：随着脊柱侧弯和椎体旋转的变化，上下关节突、横突、椎板及椎体都出现不对称变化，一般凹侧关节突和横突小于凸侧。从冠状面断层可观察到椎弓根内侧壁皮质骨厚度明显比外侧壁皮质骨厚。③胸椎椎弓根的横径、椎弓根-肋骨头结合体横径、椎弓根矢状径测量结果：椎弓根横径为3．27～7．94mm，T4左侧最小，凹侧椎弓根横径小于凸侧；胸椎椎弓根-肋骨联合体横径为11．32～15．91mm，T5右侧椎弓根-肋骨联合体横径最小；双侧椎弓根矢状径自T1-12逐渐增大，双侧无明显差异。T1右侧矢状径最小，为7．97mm，而T12左侧矢状径最大，为12．92mm。结论：数字化三维重建技术可精确测量青少年特发性脊柱患者椎弓根的各项径线。一般情况下凹侧关节突和横突小于凸侧，凸、凹侧椎弓根各个节段的形态变化存在一定规律。