人体斜坡区断层解剖及三维重建研究

目的研究人体斜坡区的局部断层解剖学特点,为斜坡区病变手术提供解剖学资料。方法应用冷冻铣切技术,完成2例成人头颅断层标本的制作(分别为水平位、冠状位),在连续断层上追踪观察斜坡区的解剖特点,应用AMIRA 4.1软件重建斜坡区的三维图像。结果获得与斜坡区有关的横断面图像320幅,冠状位图像232幅,选取其中4张描述斜坡区的解剖特点,获得了斜坡区的三维图像。结论通过对斜坡区断层解剖结构的分析、处理,可以立体显示斜坡区的解剖关系;三维图像可形象、动态地显示斜坡区的解剖特点。     

胚胎连续组织切片的计算机三维重建

目的制备动物胚胎的连续切片,并利用计算机的三维重建技术,获得可视的“虚拟胚胎”。方法通过数码显微摄像系统对连续的石蜡切片进行拍照、拼接,获得胚胎连续切片的JPEG图像,再利用三维医学重建软件,把二维的切片图像重建成三维的“虚拟胚胎”。结果利用三维医学重建软件,重建得到“虚拟胚胎”,重建后的胚胎可进行任意的切割、旋转、操作回复等操作。结论医学三维图像工作室的三维重建软件运用于连续组织切片的计算机三维重建是完全可行的。     

成年斑马鱼石蜡连续切片的制作和苏木精-伊红染色

目的介绍斑马鱼石蜡连续切片的制作和苏木精-伊红(HE)染色的方法。方法利用ThermoShandonExcelsior组织处理机、ThermoShandonHistocentre2型石蜡包埋机、ThermoShandonFinesse325型切片机、ThermoShandonVaristainGemini全自动染片机和ThermoShandonConsul全自动封片机制作成年斑马鱼石蜡连续切片并进行HE染色。结果利用上述方法获得清晰的成年斑马鱼石蜡连续HE染色切片。结论斑马鱼石蜡连续切片的制作和HE染色与哺乳类动物组织切片和染色在操作和某些工作参数上有所不同。     

国人脑室的数字化研究

目的探讨运用计算机和超薄断面图像来计算脑室参数的方法。方法通过对尸头连续水平切片,获取间距1mm的连续断面图像240张,对图像进行对位处理,确立三维坐标原点,建立三维坐标系,通过Photoshop7.0软件的内在功能和一些常用数学公式对脑室相关参数进行测量。结果获得脑室系统相关参数。结论这是一种简洁而精确的测量方法,而且操作具有可重复性,与传统的测量方法相比较具有明显的优越性。     

一种基于大鼠颈髓连续切片的计算机三维重建方法

目的 以个人计算机(PC)为平台,探讨一种基于大鼠颈髓切片进行脊髓三维重建方法.方法 制作正常SD大鼠颈髓节段包埋蜡块,于颈髓标本四周进行外定位标记,Leica石蜡切片机进行连续横断切片,每切3张,用CANON数码相机对蜡块中的颈髓标本及其外定位标记进行摄片,获得连续切片图像.所得图像进行排序,裁切,转换为灰度图像并进行背景不均匀校正后,利用3D-DOCTOR软件对每张图像上的颈髓、颈髓灰质及定位孔进行边缘提取,利用定位孔对连续图像进行自动配准,三维表面重建后在PC机上进行任意角度观察、切割和测量.结果 利用大鼠颈髓连续切面图像重建得到大鼠颈髓白质和灰质,并对其进行测量,获得了表面积和体积等数据.结论 利用石蜡包埋和"硬"定位技术可以获得颈髓节段连续横断切面图像,进行三维重建并对重建结构进行自由观察和测量.     

猫视神经连续切片的计算机三维重建

目的制备猫视神经的连续切片,选择合适的染色方法 ,寻找合适的配准方法 ,经图像采集及初步处理后利用计算机的三维重建技术,获得可视化的猫视神经三维结构。方法利用石蜡切片技术的制备猫视神经连续切片,采用特殊的神经三色染色法进行切片染色。利用数码显微镜及Motic Images Advanced 3.0和Motic Images Assembly 1.0软件对连续的猫视神经石蜡切片进行拍照,获得猫视神经连续切片的原始图像,将原始图像在GIMP软件中经过调整亮度对比度、初步图像配准、提取神经束膜图像信息后在Amira软件下,经过计算机在手工配准的基础上进一步自动配准,把二维的切片图像重建成三维的可视化图像。结果实验所得经三色染色的连续切片的原始图像上神经束膜能较好的与周围的组织区分;利用Amira三维重建软件,重建得到猫视神经三维结构图像,重建后的猫视神经结构三维图像可进行任意的切割、旋转、回复、拍照等操作。结论实验证明在不利用标志线的条件下,通过制备视神经连续切片,经过染色拍照,手工图像配准后利用计算机自动配准技术对视神经进行三维重建是完全可行的。     

基于肾组织连续切片的三维实体构建

目的 采用肾组织连续切片探索组织三维实体构建的方法和可行性.方法 C57/BL/6J小鼠,腹主动脉灌流同定,垂直于肾长轴取组织块,锇酸后固定,Epon 812包埋,获取2.5 μm半薄连续切片400张,所有切片采用甲苯胺蓝染色.数字显微图像摄取后进行配准,检验配准正确性,之后进行色彩校正并转化为灰度图像,并做导入前预处理.最后用MIMICS软件进行肾组织三维构建.结果 间隔采用拍摄的400张光学显微切片图像作为原始数据,通过主观和客观两方面验证配准结果符合三维重构要求,使用MIMICS软件获得肾组织三维实体,三维实体的体积为51 205 497.02μm^3,表面积为18 650 385.47μm^2.生成的三维实体文件可以用于有限元分析.其组织微细结构经形态学分析正确.结论 利用本方法生成的三维实体不仅可以用于可视化、形态学参数的测量等,还可以构建有限元分析的几何模型.     

基于肾组织连续切片的三维实体构建

目的 采用肾组织连续切片探索组织三维实体构建的方法和可行性.方法 C57/BL/6J小鼠,腹主动脉灌流同定,垂直于肾长轴取组织块,锇酸后固定,Epon 812包埋,获取2.5 μm半薄连续切片400张,所有切片采用甲苯胺蓝染色.数字显微图像摄取后进行配准,检验配准正确性,之后进行色彩校正并转化为灰度图像,并做导入前预处理.最后用MIMICS软件进行肾组织三维构建.结果 间隔采用拍摄的400张光学显微切片图像作为原始数据,通过主观和客观两方面验证配准结果符合三维重构要求,使用MIMICS软件获得肾组织三维实体,三维实体的体积为51 205 497.02μm3,表面积为18 650 385.47μm2.生成的三维实体文件可以用于有限元分析.其组织微细结构经形态学分析正确.结论 利用本方法生成的三维实体不仅可以用于可视化、形态学参数的测量等,还可以构建有限元分析的几何模型.     

大鼠下丘脑部分核团形态学的测量及计算机三维重建

目的：系统地反映下丘脑有关核团的立体模式,为深入探讨下丘脑的功能提供形态学依据。方法：制作正常成年SD大鼠冷冻冠状连续切片,运用MAPGIS 6．0测量下丘脑弓状核、室旁核、腹内侧核、背内侧核的截面积、体积等相关数据,并用3DS MAX 5．0软件三维重建出下丘脑及核团的立体图像。结果：三维重建的立体图像逼真自然,能够流畅地旋转、缩放,可在任一角度观察其形态,任一平面切割行切面观察,图像空间毗邻及定位准确,三维测量获得了精确的解剖参数。结论：下丘脑及核团的计算机重建图像可从多个外科手术角度进行观察,为脑的立体定向研究及颅部外科手术提供重要参考资料。     

一种新计算机三维重建法用于猫肺连续切片

介绍了基于计算机工作站的连续组织学切片图像三维重建与显示技术。常规制作猫肺连续石蜡切片,切片图像经微机图像分析系统数字化后存在微机磁盘,将图像数据文件传输到Ｓｕｎ工作站硬盘上,作数字图像处理,采用“金字塔异或指数”方法完成图像对位,较好地解决了连续切片图像的精确对位问题,具体的重建算法采用光线追踪进行三维显示的体积显示算法,在计算机屏幕上从不同角度显示了肺内血管和细支气管等结构的立体图像。     

虚拟中国人女性一号松质骨图像数据的配准与三维重建

目的：研究从虚拟人体数据集中松质骨连续切片图像的分割、配准、及三维重建的技术方法。方法：利用现有的虚拟中国人女性一号数据集中腰椎和股骨部分解剖连续切片数据集，用基于外置标记点和分割—计数法两种方法进行参数计算，依参数对图像进行刚体变换完成配准，将配准后的切片图像输入二维图像处理软件进行分割，提取感兴趣区域后输入三维重建软件进行三维重建。结果：重建后的松质骨三维立体图像呈均匀、致密的立体网状结构，骨小梁连接清晰可见。结论：利用现有软件及技术可重建虚拟人体的精细结构。     

Segmentation and Surface Reconstruction of the Detailed Ear Structures,Identified in Sectioned Images

The structure of the ear, which intervenes between gross anatomy and histology in size, can be best understood by means of three‐dimensional (3D) surface models on a computer. Furthermore, surface models are the source of interactive simulation for clinical trials, such as tympanoplasty. The objective of this research was to elaborate the surface models of detailed ear structures, which contribute to learning anatomy or the practice of otology. We produced sectioned images of a cadaver head (pixel size, 0.1 mm; 48‐bit color). In the sectioned images, the external, middle, and internal ear structures and other related components were delineated on Photoshop to acquire segmented images at 0.5‐mm intervals. Segmented images of each structure were stacked, and the surface was reconstructed to generate a 3D‐surface model on commercial software. Thirty surface models showed fine ear topographic anatomy (e.g., semicircular ducts), as expected. Herein, we present the corresponding sectioned images, segmented images, and surface models of ear structures that will be released together. It is hoped that these image data will stimulate the development of medical simulations. The efficient technique of segmentation and surface reconstruction enables the manufacture of surface models from other serial images (e.g., CTs and MRIs). Anat Rec, 2011. © 2011 Wiley‐Liss, Inc.     

Evaluation of two 3D virtual computer reconstructions for comparison of cleft lip and palate to normal fetal microanatomy

Cleft lip and palate reconstructive surgery requires thorough knowledge of normal and pathological labial, palatal, and velopharyngeal anatomy. This study compared two software algorithms and their 3D virtual anatomical reconstruction because exact 3D micromorphological reconstruction may improve learning, reveal spatial relationships, and provide data for mathematical modeling. Transverse and frontal serial sections of the midface of 18 fetal specimens (11th to 32nd gestational week) were used for two manual segmentation approaches. The first manual segmentation approach used bitmap images and either Windows-based or Mac-based SURFdriver commercial software that allowed manual contour matching, surface generation with average slice thickness, 3D triangulation, and real-time interactive virtual 3D reconstruction viewing. The second manual segmentation approach used tagged image format and platform-independent prototypical SeViSe software developed by one of the authors (F.W.). Distended or compressed structures were dynamically transformed. Registration was automatic but allowed manual correction, such as individual section thickness, surface generation, and interactive virtual 3D real-time viewing. SURFdriver permitted intuitive segmentation, easy manual offset correction, and the reconstruction showed complex spatial relationships in real time. However, frequent software crashes and erroneous landmarks appearing "out of the blue," requiring manual correction, were tedious. Individual section thickness, defined smoothing, and unlimited structure number could not be integrated. The reconstruction remained underdimensioned and not sufficiently accurate for this study's reconstruction problem. SeViSe permitted unlimited structure number, late addition of extra sections, and quantified smoothing and individual slice thickness; however, SeViSe required more elaborate work-up compared to SURFdriver, yet detailed and exact 3D reconstructions were created.     

HCT图像中骨小梁结构的三维重建

本文研究人体CT图像中腰椎松质骨骨小梁数据集的获取、分割及三维重建的技术方法.利用高速螺旋CT(HCT)技术和图像数码转换技术,获取了人体腰椎松质骨CT连续图像数据集,将切片图像输入二维图像处理软件进行分割,提取感兴趣区域后输入三维重建软件进行三维重建与定性分析.重建后的松质骨三维立体图像呈均匀、致密的立体网状结构,骨小梁连接清晰可见.提示利用现有软件和技术可重建松质骨骨小梁三维立体图像和诊断骨质疏松.     

中鼻甲连续冠状断面解剖及3D数字重建

目的 探讨中鼻甲连续冠状位断面解剖特点,结合薄层CT扫描及3D数字重建,为自后向前的鼻窦手术提供结构解剖学基础。方法 4具（8侧）成人尸头标本,行鼻窦螺旋CT扫描获取图像后,行连续冠状位断面解剖,并对相应层面的CT图像进行结构标注,观察中鼻甲3部分的形态学特点及与CT影像的对应关系;通过薄层鼻窦CT进行3D立体数字重建中鼻甲。结果 连续冠状位断面解剖自后向前观察中鼻甲各部分形态特点为,中鼻甲水平部内侧游离端为球状并以板状结构附着于鼻腔外侧壁;板状结构向前分为前后骨板,前为筛泡基板,后为中鼻甲基板,斜行向前向上附着于脑板;在筛泡基板与中鼻甲基板之间为前组筛窦;中鼻甲垂直部自中鼻甲水平部以矢状位向上呈扇形附着于额鼻嵴及脑板;以冠状位断面解剖中鼻甲3部分典型形态标注鼻窦CT图像;完成了中鼻甲形态数字三维重建。结论 从冠状位断面形态观察,可以归纳出自后至前中鼻甲形态变化规律,为自后向前的手术径路提供解剖学依据。     

Tutorial session using cross sections of upper and lower limbs in human gross anatomy course

We performed tutorial education in gross anatomy using thick serial cross sections (3-4 cm) of one of the upper or lower limbs of a cadaver donated for use in the macroscopic dissection course. Group learning (four people) proceeded with the extraction of the point in question from an arbitrary section. Consequently students obtained a deeper understanding of the cross sectional structure of an upper or lower limb and further deepened their understanding of the three-dimensional structure of limbs. Each group collected clinical images of the part corresponding to the selected section to present, thus bringing together the relationship between the anatomical knowledge studied from the specimen and the related disease. A questionnaire survey after the practicum suggested that the practice of using serial cross sections and the presentation of relevant images using Microsoft PowerPoint were effective means of the study. Useful points on the student's understanding were collected with respect to the following three opinions: Fresh aspects, Grasp of the position, and Three-dimensional views. Moreover, the dissection program in gross anatomy combined with thick cross sections was thought to be helpful in that not only was observing the cross structure but also to dissect it if necessary, with the students obtaining a deeper understanding of the structure as a result. In our anatomy practice thereafter, the practicum was done with awareness of the issues faced by the students in mind. It was concluded that the practicum that uses the cross sections is an effective means in gross anatomy education.     

大鼠松质骨切片图像的三维重建与定量分析

本文研究动物松质骨连续切片图像数据集的获取、分割、配准、及三维重建的技术方法.利用病理切片和图像数码摄入技术,获取了大鼠腰椎松质骨连续切片图像数据集,用基于外置标记点和分割-计数法两种方法进行参数计算,依参数对图像进行刚体变换完成配准,将配准后的切片图像输入二维图像处理软件进行分割,提取感兴趣区域后输入三维重建软件进行三维重建与定量分析.重建后的松质骨三维立体图像呈均匀、致密的立体网状结构,骨小梁连接清晰可见.     

三维重建上肢解剖结构的计算机模拟手术

探索三维重建后计算机模拟手术过程的实现。将上肢新鲜标本经ＣＴ扫描后连续切片,把ＣＴ图像和大体断面图像同时输入计算机,用Ｂｏｒｌａｎｄ Ｃ＋＋语言编制三维重建和模拟手术程序,建立上肢三维解剖数据模型,将临床实际手术操作过程转化为计算机可接受的指令,实现模拟手术操作。结果表明：上肢模拟手术可分三段进行,手术部位及切口方向可任意选择,逐层“切开”并三维显示,因此,模拟手术系统可运用于手术方案的设计、选择     

成年小鼠海马结构的三维重建

目的 利用三维重建工具软件对小鼠大脑、海马结构进行三维重建,并对重建的图像进行观察和测量。 方法 获取小鼠大脑连续冷冻Nissl染色切片,进行图像预处理后,构建三维重建数据集。利用PhotoshopCS3软件对小鼠大脑冠状切片海马结构的不同区域填充不同的颜色。然后,利用3DDOCTOR　4.0软件分别对上述连续切片图像进行配准、分割和三维重建,并对重建的脑及海马结构进行观察。 结果 利用小鼠脑连续冷冻Nissl染色切片图像可以对小鼠海马结构进行三维重建,并能立体观察海马下托、CA1、CA2、CA3、CA4区和齿状回等结构。 结论 利用小鼠脑的连续冷冻Nissl染色切片可以对小鼠脑及海马结构进行三维重建。