大脑额上沟的三维重建与可视化

目的:建立健康成人活体MR图像的大脑额上沟三维可视化模型,为探究额上沟的解剖结构特点及脑立体定向手术应用。方法:选取1名健康成年女性颅脑薄层MR扫描数据,将数据导入3D-Doctor软件,利用手动分割方法建立三维可视化模型并用不同颜色进行标记。结果:构建了大脑额上沟的三维可视化模式图,模式图成功显示了大脑额上沟、侧脑室及脑表面的立体形态以及与周围脑组织的结构关系。结论:大脑额上沟的三维可视化模型对额上沟解剖结构的识别、脑立体定向手术设计有重要价值。     

大脑扣带回皮层的三维重建及可视化

目的建立健康成人活体MR图像的大脑扣带回皮层三维可视化模型,为脑立体定向微创手术提供扣带回皮层及邻近区域解剖学模型。方法选取1名健康成年女性颅脑薄层冠状位MR图像数据,将其导入3D-Doctor软件,并使用手工分割方法建立大脑扣带回皮层、侧脑室、大脑纵裂和大脑外表面轮廓的三维重建模型。结果成功构建大脑扣带回皮层三维可视化图像,成功显示大脑扣带皮层、侧脑室、大脑纵裂和大脑外表面的立体结构形态及与邻近脑组织结构关系。结论大脑扣带回皮层的三维可视化模型的构建对扣带回解剖结构的识别、脑立体定向手术设计、扣带回皮层区域病变定位诊断和功能研究有重要价值。     

国人大脑外侧裂三维可视化模型的建立及其意义

目的:建立基于国人成人活体薄层MR图像的大脑外侧裂三维可视化模型,为临床诊疗提供解剖学依据。方法:选取5例健康成人颅脑进行薄层MR扫描,将数据输入3D-Doctor软件包,建立大脑外侧裂三维可视化模型。结果:成功建立大脑外侧裂三维可视化模型,模型可清楚显示大脑外侧裂在整脑中的三维立体形态、与周围重要结构的毗邻关系,且能在任意方向旋转。结论:大脑外侧裂的三维可视化模型可为临床实践提供形态学参考,为虚拟手术奠定基础。     

国人大脑外侧裂三维可视化模型的建立及其意义

目的：建立基于国人成人活体薄层MR图像的大脑外侧裂三维可视化模型,为临床诊疗提供解剖学依据.方法：选取5例健康成人颅脑进行薄层MR扫描,将数据输入3D-Doctor软件包,建立大脑外侧裂三维可视化模型.结果：成功建立大脑外侧裂三维可视化模型,模型可清楚显示大脑外侧裂在整脑中的三维立体形态、与周围重要结构的毗邻关系,且能在任意方向旋转.结论：大脑外侧裂的三维可视化模型可为临床实践提供形态学参考,为虚拟手术奠定基础.     

大脑中央前沟的三维重建与可视化研究

目的:为大脑中央前沟邻近区域立体定向、介入放射及微创外科等提供三维可视化模型。方法:6名健康志愿者颅脑薄层MRI扫描数据,利用3D-Doctor软件包,采用面重建法对人工分割后并用不同颜色标识的大脑中央前沟、大脑纵裂、侧脑室以及大脑外表面轮廓行三维重建。结果:首次成功重建健康国人大脑中央前沟在整脑中的三维可视化模型。模型可以任意方位旋转,可从不同角度观察中央前沟三维立体形态、其在大脑中的空间位置以及其与周围重要结构毗邻关系。结论:基于MRI资料的人脑结构数字化、可视化的三维重建具有可行性。在神经解剖学研究、立体定向神经外科导航手术、远程诊治及网上多媒体教学等领域将具有良好的应用价值。     

Rolando裂的三维重建与可视化

目的:为大脑中央沟区立体定向、介入放射及微创外科等提供三维可视化模型。方法:在微型计算机上,5例正常成人颅脑横断位MRI扫描数据以Dicom 3.0格式直接导入3D-Doctor软件,人工分割Rolando裂、侧脑室、正中裂及大脑,分别以不同颜色标识;采用面重建法对Rolando裂及整脑同时行三维重建。结果:成功重建Rolando裂在整脑中的三维可视化模型,再现了Rolando裂的三维形态及在大脑中的空间位置。模型可以任意方位旋转观察。结论:应用MRI数据建立Rolando裂三维模型,可从不同角度观察Rolando裂三维立体及其与周围重要结构毗邻关系,可在模型上进行三维解剖学测量,期望为构建神经外科虚拟训练系统和手术策划系统奠定计算解剖学基础。     

人脑深部核团三维模型的构建与数据测量

目的 构建大脑深部核团三维可视化模型,以对其立体形态和空间位置进行研究.方法 选取可视人体数据集头部连续横断位图像,将其重采样到平行前后连合平面方向后,逐张分割出其中的脑深部核团及前后连合等结构的二维轮廓;采用面绘制和体绘制对各分割结构进行三维重建和虚拟显示,并根据重建模型测量计算各核团在大脑空间坐标系中的位置范围、重心点坐标和体积.结果 获得了平行于前后连合平面的头部连续断面真彩色图像集和附有解剖学标识的脑深部核团二维轮廓分割图像集,重构了各核团的面绘制和体绘制三维模型,并获得其在前后连合中点为原点的大脑空间坐标系中的核团重心点坐标,核团在X、Y、Z轴上的投影范围和核团体积等解剖数值.结论 基于可视人体数据集所构建的脑深部核团三维可视化模型充分显示了各核团在大脑中的立体形态和空间位置关系,并提供了核团重心点坐标、范围、体积等解剖数值.     

大脑中央后沟的三维可视化

目的:为大脑后中央区立体定向、介入放射和显微外科等提供三维可视化模型。方法:在微型计算机上,将1名正常成人颅脑横断位薄层MRI数据以Dicom 3.0格式导入3D-Doctor软件,人工分割中央后沟、中央沟、侧脑室、正中裂及大脑,分别以不同颜色标示,用面重建方法对中央后沟及整脑同时行三维重建。结果:重建大脑中央后沟在整脑中的三维可视化模型,再现了中央后沟在活体脑中的形态及位置,模型可以任意方位旋转。结论:中央后沟的三维可视化模型可以从不同角度观察中央后沟及其与周围重要结构的毗邻关系,并可为放射治疗、立体定向外科和神经外科教学提供影像学辅助。     

脑干、三叉神经及大脑动脉环的可视化研究

目的 建立人体脑干、三叉神经及大脑动脉环的可视化数字模型。方法 采用首例中国数字化可视人体数据集，在SGI工作站上对脑干及其周围毗邻结构进行计算机三维重建并立体显示。结果 获得人体脑干、三叉神经及大脑动脉环等器官组织的三维重建结构，可对其进行任意径线和角度的适时三维测量。结论 首例中国数字化可视人体数据集能够提供完整而精确的解剖断面数据，脑干及其毗邻的三叉神经、大脑动脉环的可视化模型准确反映出该区域复杂的解剖学结构特点及其相邻器官间的空间毗邻关系，可为该区域的疾病的影像诊断和外科治疗提供形态学依据。     

大脑顶枕沟的三维重建与可视化

目的为基于立体定向技术的神经外科手术、介入治疗大脑顶枕区病变及解剖学教学等提供三维可视化模型。方法在微型计算机上,6例正常成人颅脑横断连续薄层MRI数据,导入3D-Doctor软件包中,人工分割顶枕沟、侧脑室、大脑半球,分别以不同颜色标识;用面绘制方法重建顶枕沟、侧脑室及大脑半球三维可视化模型。结果成功重建大脑顶枕沟在整脑中的三维可视化模型,再现了顶枕沟的在活体脑中的形态及位置。结论应用计算机软件重建顶枕沟的三维立体形态,再现其在活体状态下的形态特征,为基于立体定向技术的神经外科手术、介入治疗大脑顶枕区病变及解剖学教学等提供形态学依据。     

Auditory cortical responses evoked by pure tones in healthy and sensorineural hearing loss subjects: functional MRI and magnetoencephalography

Background Blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging （fMRI） and magnetoencephalography are new techniques of brain functional imaging which can provide the information of excitation of neurons by measure the changes of hemodynamics and electrophysiological data of local brain tissue. The purpose of this study was to study functional brain areas evoked by pure tones in healthy and sensorineural hearing loss subjects with these techniques and to compare the differences between the two groups. Methods Thirty healthy and 30 sensorineural hearing loss subjects were included in this study. In fMRI, block-design paradigm was used. During the active epoch the participants listened to 1000 Hz, sound pressure level 140 dB pure tones at duration 500 ms, interstimulus interval 1000 ms, which presented continuously via a magnetic resonance-compatible audio system. None stimulus was executed in control epoch. In magnetoencephalography study, every subject received stimuli of 1000 Hz tone bursts delivered to the bilateral ear at duration 8 ms, interstimulus intervals 1000 ms. Sound pressure level in healthy subjects was 30 dB; in sensorineural hearing loss subjects was 20 dB above everyone＇ s hearing threshold respectively. All subjects were examined with 306-channel whole-scalp neuromagnetometer. Results In fMRI, all subjects showed significant activations in bilateral Heschl＇s gyri, anterior pole of planum temporale, planum temporale, precentral gyri, postcentral gyri, supramarginal gyri, superior temporal gyri, inferior frontal gyri, occipital lobes and cerebellums. The healthy subjects had more intensive activation in bilateral Heschl＇s gyri, anterior pole of planum temporale, inferior frontal gyri, left superior temporal gyri and right planum temporale than the hearing loss subjects. But in precentral gyri, postcentral gyri and occipital lobes, the activation is more intensive in the hearing loss subjects. In magnetoencephalography study, both in the hearing loss and the healthy subjects, the most evident audio evoked fields activated by pure tone were N100m, which located precisely on the Heschl＇s gyrus. Compared with the hearing loss subjects, N100m of the healthy subjects was stronger and had longer latencies in right hemisphere. Conclusions Under proper pure tone stimulus the activation of auditory cortex can be elicited both in the healthy and the sensorineural hearing loss subjects. Either at objective equivalent stimuli or at subjectively perceived equivalent stimuli, the auditory responses were more intensive in healthy subjects than hearing loss subjects. The tone stimuli were processed in a network in human brain and there was an intrinsic relation between the auditory and visual cortex. Blood oxygen level dependent fMRI and magnetoencephalography could reinforce each other.     

胎儿和新生儿的左右颞平面不对称性的定量分析和动态学观察

本文对157例胎儿和新生儿脑的颞平面进行了定量分析和动态学观察。结果如下:1.82%的胎儿和76%的新生儿脑的左侧颞平面大于右侧;2.各胎龄组的胎儿和新生儿脑的左侧颞平面的平均值明显大于右侧;3.最早出现颞平面的胎龄是胚胎6个月;4.各胎龄组中左侧颞平面的出现率大于右侧;5.随着胚胎发育,颞平面的左右比率增大。上述结果表明,颞平面的左右不对称在颞平面出现时就存在,而且随着胚胎发育而变化。     

盆腔血管三维可视化及其临床意义

目的采用放射造影术,建立盆腔血管的三维可视化数字解剖模型。方法应用放射造影和CT扫描的人体数据集,运用Mimics10.01软件,在计算机上实现盆腔血管解剖结构的三维可视化。结果成功建立了盆腔内主要血管解剖结构的三维可视化模型,获得非常清晰血管三维重图像,边缘光滑、层次分明。该模型能进行任意方位的旋转,并以多彩色的形式表现,能清晰地显示出各个方位的解剖结构。结论可视化盆腔血管三维重建模型,为盆腔微创手术和盆腔血管内介入治疗的开展提供了直观的数字化解剖依据。重建的三维模型可以提供正常腰区皮瓣的三维动态解剖,为虚拟手术奠定了基础。     

虚拟喉镜构建在先天性梨状窝瘘中的应用

目的：介绍一种构建虚拟喉镜（VL）的方法及其在先天性梨状窝瘘（CPSF）诊治中的临床应用。方法：从CPSF患儿身上获取CT数据，使用三维可视化软件对喉部解剖结构及上呼吸道进行三维重建、表面渲染及图像分割。获取计算机辅助的内外部解剖视图和交互式穿通连续的内腔视图。结果：成功构建CPSF患儿三维喉部和上呼吸道解剖结构。获取VL梨状窝的常规视图与传统喉镜视图比较情况。LV能够在逆行和顺行可视化中获得梨状窝的独特视图。分割和透明化三维解剖模型，能显示CPSF解剖结构和走向以及与周围器官的空间关系。在低年资组中，其有利于诊断的比例为85.71%，而在高年资组中，其有利于诊断的比例为57.89%（P ＜0.05）；在低年资组和高年资组中，其有利于术中解剖参考的比例分别为89.29%和84.21%（P ＞0.05）。结论：VL作为评估CPSF及其范围的非侵入性工具具有潜在临床应用价值。结合二维图像，可为CPSF的诊治提供超越传统内窥镜检查的信息。VL可能对低年资医师的参考价值更大。     

基于1H-MRS脑胶质瘤影像病理分区及三维可视化模型构建的方法学研究

目的：研究氢质子磁共振波谱分析（1H-MRS）在脑胶质瘤及周边脑组织的病理分区、边界分割及组织差异化的三维重建方法.方法：选取5例拟诊为脑胶质瘤的患者,术前先行T1WI、T2WI及增强扫描,增强后行1H-MRS检查、分析,并与术后病理结果进行对照,根据多种代谢产物水平对胶质瘤进行分级及胶质瘤与周边脑组织分区.选取1例胶质瘤扫描数据以Dicom3.0格式导入3D-Doctor软件,人工分割肿瘤区、坏死区、水肿区、大脑表面,分别以不同颜色标示,以复杂面重建方法对上述结构同时进行三维重建.结果：利用1H-MRS对胶质瘤的肿瘤区及周边区域进行了大体分区,并且于术前对肿瘤进行的良恶性分级与术后病理结果相符.成功重建了肿瘤区及周边脑组织在整脑中的三维可视化模型,模型可以任意方位旋转,从不同角度再现了肿瘤的三维形态及在大脑中的空间位置,以及它们之间的相互位置关系.结论：脑胶质瘤采用1H-MRS的Cho/Cr、NAA/Cr、NAA/Cho大代谢物比值结合常规MRI对胶质瘤诊断及对胶质瘤进行无创性分级、分区是可行的.胶质瘤的三维可视化模型的构建,展现了肿瘤在活体脑中的三维空间结构及毗邻关系,为脑内占位性病变的重建和观测提供了重要的方法.对立体定向外科制定手术入路、介入放射制定放疗计划及医学教学都有很大的应用价值.     

Stereotactic localization and visualization of the subthalamic nucleus

Background The subthalamic nucleus （STN） is widely recognized as one of the most important and commonly targeted nuclei in stereotactic and functional neurosurgery. The success of STN surgery depends on accuracy in target determination. Construction of a digitaiized atlas of STN based on stereotactic MRI will play an instrumental role in the accuracy of anatomical localization. The aim of this study was to investigate the three-dimensional （3D） target location of STN in stereotactic space and construct a digitalized atlas of STN to accomplish the visualization of the STN on stereotactic MRI, thus providing clinical guidance on the precise anatomical localization of STN. Methods One hundred and twenty healthy people volunteered to be scanned by 1.5 Tesla MRI scanning with 1-mm-thick slice in the standard stereotactic space between 2005 and 2006. One adult male was selected for 3D reconstruction of STN. The process of 3D reconstruction included identification, manual segmentation, extraction, conservation and reconstruction. Results There was a significant correlation between the coordinates and age （P 〈0.05）. The volume of left STN was significantly larger than the right STN, and there was a significant negative correlation between volume and age （P 〈0.05） The surface of the STN nucleus after 3D reconstruction appeared smooth, natural and realistic. The morphological feature of STN on the individual brain could be visualized directly in 3D. The 3D reconstructed STN could be rotated, zoomed and displayed at any direction in the stereotactic space. The anteroposterior diameter of the STN nucleus was longer than the vertical and transverse diameters in 3D space. The 3D reconstruction of STN manifested typical structure of the ＂dual lens＂. Conclusions The visualization of individual brain atlas based on stereotactic MRI is feasible. However, software for automated segmentation, extraction and registration of MR images need to be further developed.