网格划分在分子影像学中的应用

有限元是光学分子影像学分析的一个重要方法,网格划分是有限元方法的一个重要步骤,其中Delaunay划分是是众多网格划分方法中应用较为广泛的一种。本文主要介绍Delaunay、受限Delaunay网格划分特点以及逐点插入法和分治法两种划分算法。程序主要采用划分速度较快的分治法,并通过加入边界和改造不合格三角形来优化网格。     

流体动力学网格划分技术在骨骼有限元建模中的应用

目的研究一种高质量、高效率的骨骼分网方式。方法结合骨结构的特点,将流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)的分网方法引入到骨生物力学的网格划分中,用六面体单元模拟皮质骨,四面体单元模拟松质骨。结果采用CFD网格划分技术能够划分出高质量的六面体单元,并且较好地模拟骨骼的结构特征,可以实现计算机自动分网,分网花费时间约为传统分网方法的1/5,有限元模型计算结果基本符合尸体实验测量值。结论CFD网格划分技术可应用于骨生物力学领域中,为复杂人体骨骼的重构探索了一条有效途径。     

五区域划分法在小鼠旷场行为分析中的应用

目的:在旷场实验中利用五区域划分法研究不同焦虑小鼠模型的行为差异。方法:实验分成三组:炎性痛(CFA足底注射)焦虑模型组,药物(FG7142)诱导焦虑模型组和未做处理的对照动物。利用动物行为学视频采集分析系统将整个旷场区域由外到内划分成5个内部宽度相同的环形区域,分别命名为A/B/C/D/E区,对A/B/C/D/E区域内各个焦虑模型组小鼠的移动距离、进入次数、活动时间、进入各区域潜伏期、平均移动速度、最大移动速度、最小移动速度等数据进行分析比较。结果:FG7142组小鼠从B区开始在区域移动距离及进入次数上显著低于对照组,而CFA组小鼠从C区才开始出现这种类似的行为改变。FG7142组小鼠在中央区域的平均移动速度显著低于CFA组,差异主要出现在C区。CFA组小鼠在中央区域的活动时间显著低于对照组,差异主要出现在C区及E区。FG7142组小鼠在中央区域的活动时间与对照组相比无显著差异,但是利用五区域划分法,我们看到FG7142组小鼠在E区的活动时间却显著低于对照组小鼠。结论:五区域划分法在研究不同焦虑模型动物之间的行为特征及差异上比传统中央区域划分法更为敏感。     

可实现特殊网格划分的个性化动脉瘤实体模型的构建

目的　通过建立一个可以用于有限元分析,可进行分区域网格划分的个性化主动脉弓动脉瘤实体模型,探索一种能满足特殊网格划分要求的个性化实体模型的建立方法。方法　采用逆向工程的思想方法,借助Geomagic和Pro/E软件,以原始STL格式的表面模型为依据,建立了一个个性化主动脉弓动脉瘤实体模型,并加入理想化支架模型,导入ANSYS有限元分析软件最终完成实体模型的建立和分块。结果　建立的有限元模型,可进行针对边界层和支架的分区域网格划分,并完成了一个血流动力学模拟仿真。结论　建立的模型基本满足对特定区域网格细划分的需要,可以为支架介入治疗动脉瘤的血流动力学仿真提供基础。所建模型的方法是可行的,可以为将来建立其他类似模型提供参考。     

神经导航中脑组织变形补偿的点云处理

有限元方法是解决神经导航中脑组织变形的重要方法,需要手术过程中的脑皮层信息作为其边界条件.本文通过非结构点云进行了脑皮层信息的表示,并通过对其进行处理来获取有限元方法的边界条件.点云处理包括纹理映射、分割、简化和去噪,其中非结构点云的简化与去噪采用了改进的基于表面特性k邻域的聚类方法.实验结果证明所采用的点云处理方法是可靠的.     

AD鼠模型在脑组织移植中的应用

本文介绍了ＡＤ鼠模型制作及胚ＢＦ组织移植方法，鼠记忆功能行为、形态、生化生理检测手段，以及该模型在脑组织移植中的应用。     

SIRT6在大鼠脑组织中的表达与分布

目的研究SITR6蛋白在正常大鼠脑组织中的表达与分布。方法在常温下自由饮水与饮食的情况下喂养8周的大鼠,采用免疫组织化学检测大鼠脑组织中SIRT6的表达与定位。结果 SIRT6是一种主要在神经元中表达的核蛋白,在大鼠正常脑组织中广泛表达,尤其在大脑组织中的皮质、髓质、海马中的神经元表达量较高;且在海马集中表达和在大脑皮质的外锥体细胞层和内椎体细胞层较明显,而在大脑髓质中表达低于海马和皮质。结论 SIRT6作为一种核蛋白,为研究SIRT6的功能提供了新的思路。     

脑电地形图在脑组织移植治疗顽固性癫痫术中的应用

应用病灶切除并胎脑组织移植术为１３例顽固性癫痫患儿进行治疗，从术前定位到疗效评价及追踪随访，均应用脑电地形图作为重要手段之一。认为脑电地形图作为检测手段可以较彻底切除病变组织，合理选择脑组织移植的方式，术后定期检查可以给临床疗效提供神经生理方面的客观指标和帮助判断远期疗效，因而脑电地形图在胎脑移植术治疗顽固性癫痫时，不论术前术后均应作为重要辅助手段。     

OCT技术在人脑组织成像中的运用研究

目的研究光学相干层析成像技术（optical coherence tomography,OCT）在新鲜人脑标本上对脑灰质、白质等组织的成像对比,探索其在神经外科的临床应用前景。方法利用OCT设备,对手术切除的影像学未见明显异常的颞叶癫痫病患者的颞前叶脑组织进行OCT扫描成像,并将脑灰质、白质的OCT图像进行比较。结果新鲜人脑组织OCT成像中,灰质较灰暗而光穿透深度较深;自质明亮而光穿透深度较浅。对于大脑表层的成像能辨别出小血管、蛛网膜下腔等结构。结论OCT图像与生物组织学图像高度关联,不同组织的光学特征也明显不同。新鲜人脑标本的OCT成像上,根据信号强度与衰减特征可以非常清楚地区分脑的白质和灰质。在改进OCT的探头设计和进一步提高分辨率后,可以用于指导神经外科手术。     

健康成人α频段新划分法及其在显著概率图中的应用

在目前定量脑电图的研究中，α频段只划分为α１（８～９．９Ｈｚ）和α２（１０～１２．９Ｈｚ），难以显示α带变慢。我们用α频段新的划分法，即分为α１（８～８．９Ｈｚ）、α２（９～９．９Ｈｚ）和α３（１０～１２．９Ｈｚ），研究了１１５例健康成人α频段的定量脑电图，并用２４４例病人的显著概率图作对照。其结果在健康成人，α２、α３头前部（额、前颞）明显低于头后部（Ｐ＜０．００１），而α１（８～８．９Ｈｚ）以及β、θ、δ各频段则头前后部差别不明显（Ｐ＞０．０５）。因而认为α频段须划分为α１、α２和α３才合符临床实际。     

基于FCM聚类算法的MRI脑组织图像分割方法比较研究

目的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)对脑组织有较好的成像效果,但噪声、偏移场和部分容积效应(partial volume effect,PVE)的存在,使得全自动分割MRI图像面临一定的困难。模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法在脑组织分割中得到较广泛研究。本文以存在噪声和偏移场影响的脑MRI图像分割为应用背景,研究了大量相关方法,探讨FCM算法分割脑部图像的改进思想。方法本文主要研究了9种FCM算法的理论基础,并通过脑组织分割实验对各种算法进行了分析。结果比较了不同算法的优劣,给出各类算法直观及定量评价结果。结论偏移场和噪声对脑磁共振图像组织分类质量有明显影响。其中几种方法可以减弱这些不利影响,但由于难以选择合适的参数,其分类效果并不理想。如何合理利用空间信息在未来仍有较大研究价值。     

Fast 3D registration of MR brain images using the projection correlation registration algorithm

Cross-correlation can be used to match 2D images in translation and in rotation. An extension to 3D mono-modality matching is presented. This process allows comparison of two sets of data along the same orientation. To decrease computation time, oblique projections of a ‘wandering slice’ are used. The precision is about +/−0.2⁰ in rotation and +/−0.2 mm in translation. Some examples, applied to pre- and post-therapy comparison, are given.     

Classification of functional brain images using a GMM-based multi-variate approach

This paper presents a novel method for automatic selection of regions of interest (ROIs) of functional brain images based on Gaussian mixture models (GMM), which relieves the so-called small size sample problem in the classification of functional brain images for the diagnosis of Alzheimer's disease (AD). In a first step, brain images are preprocessed in order to find an average image including differences between controls and AD patients. Then, ROIs are extracted using a GMM which is adjusted by using the expectation maximization (EM) algorithm. This reduced set of features provides the activation map of each patient and allows us to train statistical classifiers based on support vector machines (SVMs). The leave-one-out cross-validation technique is used to validate the results obtained by the supervised learning-based computer aided diagnosis (CAD) system over databases of SPECT and PET images yielding an accuracy rate up to 96.67%.     

婚检人群地中海贫血筛查与产前诊断

目的减少本地区中重症α和β地中海贫血儿的出生率,提高出生人口素质.方法取在本院婚检的5810对育龄男女进行地中海贫血血液学筛查,初筛阳性者进行基因诊断,对有生中重症地贫儿风险的配偶,于妊娠中期进行胎儿产前诊断.结果 5810对婚检男女中,高风险者73对,占1.26%,对其中51例妊娠进行羊水产前诊断,检出重型β地贫7例,Hb Bart's水肿胎3例,HbH病3例,对重型地贫胎儿予终止妊娠.结论在高发区婚检人群进行地贫筛查,对预防重型地贫儿出生有积极的意义.     

脑阻抗断层成像的图像重构算法

脑部一些疾病和脑功能活动期间常伴随产生脑组织电阻抗的变化,利用电阻抗断层成像技术(EIT)可以对大脑疾病和脑功能活动进行临床诊断和连续监护。本文主要讨论了脑EIT成像的计算模型和图像重构算法,并对几类典型算法进行了评价。     

Simulation of longitudinal stent deformation in a patient-specific coronary artery

In percutaneous coronary intervention (PCI), stent malapposition is a common complication often leading to stent thrombosis (ST). More recently, it has also been associated with longitudinal stent deformation (LSD) normally occurring through contact of a post balloon catheter tip and the protruding malapposed stent struts.The aim of this study was to assess the longitudinal integrity of first and second generation drug eluting stents in a patient specific coronary artery segment and to compare the range of variation of applied loads with those reported elsewhere. We successfully validated computational models of three drug-eluting stent designs when assessed for longitudinal deformation. We then reconstructed a patient specific stenosed right coronary artery segment by fusing angiographic and intravascular ultrasound (IVUS) images from a real case. Within this model the mechanical behaviour of the same stents along with a modified device was compared. Specifically, after the deployment of each device, a compressive point load of 0.3 N was applied on the most malapposed strut proximally to the models. Results indicate that predicted stent longitudinal strength (i) is significantly different between the stent platforms in a manner consistent with physical testing in a laboratory environment, (ii) shows a smaller range of variation for simulations of in vivo performance relative to models of in vitro experiments, and (iii) the modified stent design demonstrated considerably higher longitudinal integrity. Interestingly, stent longitudinal stability may differ drastically after a localised in vivo force compared to a distributed in vitro force.     

Quantitative analysis of gated SPECT images using an efficient physical deformation model

In this paper, we present quantitative analysis of cardiac images using an efficient physical deformation model to evaluate ventricular function. By using this model we can accurately and efficiently compute ventricular volume, myocardial mass, endo- and epi-cardial wall motions and wall thickness over a full cardiac cycle. Patients with cardiac diseases were studied in our modeling and measurement framework using gated single-photon emission computed tomographic images. The results show that quantitative analysis using the model is very useful for the assessment of the extent and severity of myocardial ischemia or infarction. And it could be helpful to improve the decision-making process in the treatment of patients with cardiac diseases.     

基于线弹性模型的脑组织变形矫正系统的初始临床验证

为了提高神经外科手术导航系统(IGNS)的精确度,我们提出了一个基于线弹性模型的脑组织变形矫正系统(BDCS)来预测脑变形误差。在本文的研究中,通过两例肿瘤切除手术病例对本系统的精确度进行验证。使用该系统后,开颅后脑组织的平均位移误差由(4.97±3.53)mm降至(1.00±0.63)mm,平均预测率为(72.27±20.37)%。实验表明,该系统操作方便,快速,预测精度较高,是一种非常有希望应用于临床来矫正脑组织变形的方法。     

加强前壁的腹股沟斜疝平片修补术的临床应用

目的 总结应用补片加强腹股沟管前壁的平片法行无张力腹股沟疝修补术的临床效果。方法 采用mesh补片法，即在疝囊高位结扎后，不需游离精索，于精索前置入合适补片，修补腹股沟管前壁。结果 21例病人术后5—7d痊愈出院，无并发症发生，随诊无一例复发。结论 加强前壁的平片疝修补术有无张力、不复发、痛苦少、操作简便及无并发症的优点，可以成为无张力疝修补术术式的一个补充。