髋关节表面置换三维可视化设计

背景：髋关节表面置换过程中二维图谱只能观察到三维解剖结构的某一个侧面,不能全面地把握整体的三维结构。 目的：利用个人计算机结合图像处理软件Amira 4.1对髋关节表面置换进行三维重建,建立髋关节表面置换的可视化数字模型。 方法：对1例髋关节表面置换后患者骨盆进行多排螺旋CT扫描,观测内置物的位置形态,将原始数据以.dicom格式输入个人PC,利用Amira软件,经剪切、分割、表面重建及体绘制等步骤,根据解剖结构特点,对骨盆及髋关节进行三维重建,获得立体形态的髋关节及内置物位置结构。 结果与结论：重建了骨盆、髋关节及内置物的形态构成,重建的三维结构可以多彩色、透明或任意组合显示,经不同角度观察,整体显示清晰、实体感强。在三维表面重建的图像中可清楚观察表面假体的位置形态,特别是可以立体直观显示全髋关节表面置换假体的大小、倾角、稳定性以及磋磨股骨头形态,并可精确测量。提示髋关节表面置换三维重建对基础研究、临床试验及手术规划具有重要价值,应用Amira软件可为三维建模提供基础。     

脑解剖结构的三维可视化研究及临床应用

目的:总结脑解剖结构的三维可视化研究进展及其临床应用.方法:查阅近年来与脑解剖结构三维可视化相关的文献,了解三维可视化技术的应用方法及临床意义.结果:三维可视化技术在脑解剖、数字人脑图谱、虚拟现实、神经导航及远程医疗等方面已得到广泛应用.结论:随着三维可视化技术在多学科领域的广泛应用及与更多科技领域的合作,将会推动神经外科向更加先进医疗方式的发展.     

脑解剖结构的三维可视化研究及临床应用

目的：总结脑解剖结构的三维可视化研究进展及其临床应用。方法：查阅近年来与脑解剖结构三维可视化相关的文献,了解三维可视化技术的应用方法及临床意义。结果：三维可视化技术在脑解剖、数字人脑图谱、虚拟现实、神经导航及远程医疗等方面已得到广泛应用。结论：随着三维可视化技术在多学科领域的广泛应用及与更多科技领域的合作,将会推动神经外科向更加先进医疗方式的发展。     

基于相位衬度成像的小鼠肺肿瘤三维可视化研究

目的肿瘤的早期发现对患者意义重大。鉴于相位衬度成像对于如肺部这样的软组织成像效果显著,本文提出利用相位衬度成像技术,以微米尺度的空间分辨对肿瘤进行成像,并定量分析,早期发现肿瘤。方法在KM小鼠肺部原位接种人肺癌细胞,培育10d后取出肺组织,利用上海同步辐射光源进行相位衬度成像获取投影图像,拍摄结束后对样本进行切片、HE染色,并光学显微镜观察病理切片。然后利用滤波反投影对获取的投影图进行CT断层重建,并通过病理切片对比验证肿瘤位置,最后通过Amira软件进行三维模型的建立。结果重建出了清晰的三维模型,在模型上可以发现小肿瘤结节的存在,并测量得出该肿瘤体积为0．655mm3。结论相位衬度成像对软组织分辨率高,能发现体积较小的肿瘤．对肿瘤的早期发现有一定意义。     

颅面立体结构三维可视化研究及其意义

目的：为实现颅面结构三维可视化并对其全面、准确的定性和定量分析。方法：应用visual C^ 语言设计开发出一个多功能应用软件包，其功能模块包括：三维重建、精确测量、电子解剖等。借助所开发的软件包，将面向多边形的表面绘制显示方法应用于颅面软组织、骨组织结构的三维重建研究。结果：由二维断层CT图像构建出颅面皮肤软组织和骨组织立体结构模型，其立体模型可旋转以利于不同角度的观察分析，可以任一剖面显示及操作其局部结构。结论：为颅面外科临床提供了定性和定量诊断分析的新技术，实现了颅面电子解剖。为解剖学、人类学和医学美学研究提供了立体分析模型和新方法。     

基于三维区域生长算法的脑灰质提取方法的研究

目的探求从头颅磁共振成像（MRI）图像中提取出大脑灰质图像的方法。方法采用阈值分割预处理MRI图像,人工选择种子点、采用18-邻域的三维区域生长从头颅MRI图像中提取脑灰质图像,最终用腐蚀和膨胀算法弥补区域生长算法的不足。结果利用此方法对5套MRI数据进行操作,取得了满意的分割效果;使用VTK提供的面绘制算法对提取出的脑灰质图像进行三维重建,得到了高质量的大脑皮层图像。结论该方法能够得到满意的大脑灰质提取效果。     

宫颈癌子宫动脉血管网模型的构建及其三维可视化研究

目的：探讨研究宫颈癌子宫动脉血管网的方法及其临床意义。方法 ：用15％的过氯乙烯填充剂对一例宫颈癌离体子宫标本行子宫动脉和卵巢动脉分色灌注并铸型。分别于灌注前后行64层螺旋CT薄层扫描,并以最大密度投影法(MIP)和容积再现(VR)行三维重建。结果：(1)铸型和CT三维重建的宫颈癌子宫动脉血管网模型均可清晰的显示病变部位的血管供应及分布情况、子宫动脉及其分支的走行以及与卵巢动脉的关系;(2)利用CT薄层扫描重建的可视化模型可以从多方面清楚的显示病灶的大小及浸润范围。结论：应用血管铸型和CT薄层扫描技术可成功构建宫颈癌子宫动脉血管网模型,并可了解宫颈癌病灶的浸润范围及其血供特点等,对宫颈癌的诊断和治疗有一定的临床价值。     

基于内耳体素模型的膜迷路三维可视化

目的探讨基于内耳体素模型三维可视化膜迷路。方法磁共振显微成像颞骨扫描影像数据使用3D Slicer软件进行表面模型体裁剪,将内耳体素模型通过表面绘制和体绘制混合成像三维显示膜迷路。结果通过内耳体素模型可以三维可视化膜迷路,且内耳体素模型文件较表面模型文件容量更小。结论内耳体素模型对于内耳解剖学习和研究有重要意义。     

基于MITK的医学影像三维可视化研究

利用MITK在VC6.0环境下编程实现对多组医学图像数据的三维可视化,通过对实际数据和不同算法的面绘制、体绘制、分割和配准等多方面的研究,考察了MITK在医学图像处理和三维可视化领域的实用性.结果 表明MITK编程实现较容易,成像速度快,效果好,针对医学影像处理有其独特的优势.MITK作为一种医学图像处理和三维可视化的工具,功能十分强大,完全可以与现有的同类软件包相媲美.     

医学图像三维可视化系统的设计

本文介绍了医学图像三雏可视化的预处理技术，医学图像三维重建的可视化主流算法及可视化系统主要采用的交互显示技术，在比较分析各种技术的基础上，提出了适合在高档PC机上开发医学图像三维可视化系统采用的方法。     

Evaluation of three-dimensional glenoid structure using MRI

The tilting angle and the shape of the glenoid cavity are considered to relate closely to shoulder stability. They are also important when planning arthroplasty and developing new designs. This study examines the glenoid cavity using 3-dimensional MRI. Forty volunteers (20 men, 20 women; average age 21.4; range 18–35 y) were enrolled in the study. The tilting angles of the glenoid bone were measured in 5 consecutive axial planes perpendicular to the glenoidal long axis. Cross sections were divided into 3 types (concave, flat, convex) according to the shape on each plane.
The average tilting angles for the 5 planes from the bottom to the top were 3.3±4.1, 1.4±3.8, −0.6±1.9, −1.4±3.3, and −6.2±3.3 degrees anteriorly, indicating that the 3-dimensional bony structure of the glenoid was twisted anteriorly to posteriorly. Images on the bottom plane consisted of 82.5% concave type, 15% flat type and 2.5% convex type, while only 3 cases (7.5%) showed concave at the top plane. The shape of the glenoid cavity is thought to be conducive to glenohumeral motion and stability.     

髋关节骨内植入体模型的创建

目的利用CT/MRI医学影像数据,在建立人体髋关节三维模型的基础上,运用Mimics软件中MedCAD模块创建个性化的人体髋关节植入体模型。方法应用Mimics软件,对髋关节组织扫描图像进行处理,根据病体使用MedCAD模块创建植入体CAD模型,然后选择合适的植入体将其放入病体髋关节骨的合理位置上。结果首先创建病体髋关节模型,在此基础上运用Mimics的MedCAD模块在髋骨三维模型上进行植入体的操作,可根据患者的个性化对植入体的大小、形状进行选择或设计,对植入体所放的位置进行定位。结论该研究强调针对不同患者进行个性化的产品研发与设计。依据关节解剖结构的特异性,来创建人体植入体,以符合患者术后关节功能性解剖的需要。     

Evaluation of patello-femoral joint congruency using three-dimensional computed tomography

Thirteen patients with recurrent dislocation of the patella and 11 normal volunteers were examined in this study. The patello-femoral congruency and patellar tracking were evaluated with three-dimensional computed tomography (3-DCT). Multiple transaxial knee CT images were obtained with the subjects in the supine position, with the quadriceps relaxed. Measurements were obtained at 0, 30 and 60° of knee flexion. The scans were transferred to the SurgiPlan (Teijin System Research and Development Institute) computer system, and the patello-femoral contact area was visualised at 0, 30 and 60° of flexion. Contact areas of the patello-femoral joints in the patients group was clearly located laterally at each angle of flexion, and was much smaller than that in normals. Lateral shift of the contact area and its reduced size was a distinguishing difference between normal and pathological cases. The analysis of the patellar tracking using the method described above has the advantage of visualising the contact area in vivo.     

PC机上基于CT、MRI图像构建的颌面部三维数字模型

背景：近年来国内外学者对个人PC机上重建颌面部骨组织、皮肤、肌肉三维可视化模型进行了大量研究,但对于建立颌面部骨骼、皮肤、肌肉、血管的整体三维可视化模型尚无报道。 目的：利用螺旋 CT、MRI 数据及三维重建软件,在普通 PC 机建立颌面部整体的三维可视化模型。 方法：选择1名健康成年男性作为建模对象,分别通过螺旋CT、核磁共振扫描,得到样本的DICOM标准图像。将所有CT、MRI图像导入Mimics,建立颌面部骨骼、部分咀嚼肌、三叉神经池、颈内动脉、颈内静脉的三维可视化模型。选择颌面部骨骼三维模型为基准,将由MRI图像建立的肌肉、血管、三叉神经池模型导入,进行三维模型空间配准。最终得到颌面部整体的三维可视化模型。 结果与结论：成功建立了颌面部骨骼、肌肉、皮肤、三叉神经池、血管的整体三维模型,准确反映了颌面部复杂的解剖结构,可为临床诊断提供可靠的解剖资料,并为今后的模拟手术打下良好的基础。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

基于CT断层图像重建股骨头缺血性坏死髋关节的三维结构

目的探索通过虚拟现实技术寻求快速准确重建股骨头缺血性坏死髋关节三维结构的方法。方法基于髋关节的64排螺旋CT连续断层二维图像,M im ics软件分别重建髋臼、近端股骨、股骨颈及股骨头病变组织的三维可视化结构。结果 M im ics医学图像处理软件对髋关节CT扫描的D icom格式数据进行三维重建图像结构清晰,可真实再现髋臼和股骨近端的结构,并且能够对病变组织部位予以定位,对病变组织体积进行计算。结论 M im ics软件根据CT扫描所得的D icom原始数据能准确重建股骨头缺血性坏死髋关节的三维立体结构,为股骨头缺血性坏死髋关节骨质的评估及治疗方案的选择提供了客观的依据。     

A three-dimensional representation of an athletic female knee joint using magnetic resonance imaging

Intense interest in knee joint mechanics has resulted in the development of numerous models to predict forces acting at the knee. However, few models have accounted for the unique geometric characteristics of the knee joint's articular surfaces when predicting the mechanical response of the joint. The purpose of this study was to simulate accurately the complex geometric characteristics of the tibiofemoral joint for input into a finite element model representing the knee joint of athletic females. The right knee of an athletic female with no history of knee joint trauma was imaged using a 0.5 T magnetic resonance imaging (MRI) unit. Twelve cross-sectional slices of the knee were scanned in each of three orthogonal planes (coronal, sagittal and axial) at slice intervals of 6 mm, 7 m, and 8 mm respectively. A scan plan (two coronal images and an axial image) was also generated to enable calculation of the orthogonal scans with respect to one another. Select anatomical reference points representing cancellous and compact bone, major ligament attachment areas, and articular cartilage of the distal femur and proximal tibia were digitized from the processed shadowgraphs. The processed digitized data were input into a computer graphics program which was the pre- and post-processing software for the finite element analysis package. Contours of the cancellous and compact bone of the tibial and femoral condyles were generated using beta and cubic spline curves. Bezier quadratic and cubic polynomials were used to reconstruct the tibial and femoral shafts. Accuracy of the model was verified by comparing the shape and proportionality of the simulated tibia and femur with the MRI images from which the model was generated and with anatomical literature. Comparisons demonstrated that subtle variations in the complex geometry of the tibiofemoral joint could be accurately simulated using data obtained from MRI scans of an intact knee. Refinements of the imaging and digitizing procedures were proposed to provide even greater accuracy in modelling the anatomy of the tibiofemoral joint.     

3DCT技术在成人髋臼发育不良全髋关节置换术中的应用

目的探讨CT三维重建（3DCT）技术在成人髋臼发育不良人工全髋关节置换术（THA）中的应用价值。方法选择单侧髋臼发育不良Crowe分型为Ⅲ、Ⅳ型的患者25例进行THA,其中男性5例5髋,女性20例20髋;年龄21～63岁,平均年龄47.9岁。所有患者术前行骨盆正位数字X射线摄影（DR）及3DCT,依据髋臼三维重建数据指导手术,术后行骨盆正位DR,并对比手术前、后患侧与健侧股骨头中心距理想旋转中心的水平距离和垂直距离来评价患侧髋关节旋转中心的恢复程度。结果CT显示髋臼前后径变小,髋臼后壁增厚,髋臼深径较浅。以上测量指标与正常侧比较,差异均有统计学意义（P〈0.05）。术中测量髋臼前后径为（32.98±1.02）mm,髋臼深径为（14.21±0.56）mm,与术前影像测量值比较,差异无统计学意义（P〉0.05）。术前股骨头中心距理想旋转中心的水平距离为16～38 mm,平均水平距离为20.15 mm。术后股骨头中心距理想旋转中心水平距离为-2.0～9.3 mm,平均水平距离为2.95 mm,理想旋转中心外侧为正值,手术前后比较差异有显著统计学意义（t=6.74,P〈0.01）。术前股骨头中心距理想旋转中心的垂直距离为18～42 mm,平均垂直距离23.58 mm。术后股骨头中心距理想旋转中心的垂直距离为-6.0～13.4 mm,平均垂直距离为3.25 mm,理想旋转中心上方为正值,手术前后比较差异有显著统计学意义（t=4.53,P〈0.01）。结论成人髋臼发育不良行THA,3DCT技术可以量化指导如何选择合适的髋臼假体、髋臼骨移植重建部位、髋臼假体安放角度等;对于恢复头臼假体同心复位,恢复髋关节解剖结构,重建关节功能具有重要作用。