基于组织学连续切片的三维重建技术

组织学连续切片的三维重建技术,因其分辨率高,能精确再现组织内部结构,已在生物科学领域广泛应用,成为三维重建领域不可替代的部分。本文重点介绍了组织学切片三维重建的方法和三维重建的软件,提出了医学图像三维重建技术发展所面临的相关问题,在此基础上得出计算机辅助组织学切片三维重建技术在医学研究领域的优势,并总结了该技术在医学研究中的一些应用,以期对相关研究提供借鉴。     

基于连续切片的成年SD大鼠红核三维重建

为利用三维重建工具软件对成年SD大鼠部分脑干、中脑导水管及红核结构进行三维重建,并对重建的红核进行观察和测量,探索了一种方法,即：制作大鼠脑干连续冰冻切片,Nissl染色后进行分步显微摄像并进行拼接;扫描大鼠脑定位图谱相关红核切面图像;利用PhotoshopCS3软件将上述获得的连续图像分别进行图像后处理,并利用3D-DOCTOR4．0软件分别对上述连续切片图像进行配准、分割和三维重建,对两种不同方式重建的红核进行比较。结果显示,利用大鼠脑干连续冰冻切片和大鼠脑定位图谱可以对SD大鼠红核等结构进行三维重建,重建出的结构具有立体感。可以在PC机中自由观察和测量,两种重建方法得到的红核形状大小基本类似。因此,得出结论：利用大鼠脑干的连续冰冻染色切片可以对大鼠红核进行三维重建。     

大鼠小脑外形数据集三维重建方法的探索

目的 建立大鼠小脑外形三维重构的可视化数据集. 方法 采用小脑连续切片,同时建立采集切片后的图像数据,切片经尼氏染色后,用数码相机采集图像,尼氏染色后的图像与切片时采集的图像配准,进行图层合并,获取原始图像数据库,并对数据库中的数据进行人工配准及分割,应用Amira 4.1.1软件对分割后的数据库进行三维重建. 结果获得大鼠小脑外形微细结构信息的数据库. 结论 本法是将传统的由组织切片进行三维重建技术与用于虚拟人研究的机床铣切及同步数据采集系统相结合的新方法,适用于组织微细结构的三维重建.     

基于连续切片主韧带内神经脉管三维重建定位材料的研究

目的：比较经不同染色前后四种定位材料在组织连续切片上的粘附能力,探讨一种适合子宫主韧带神经脉管三维重建的定位材料。方法：获取因IBl期宫颈癌行经腹广泛性子宫切除术的新鲜主韧带标本1例（左侧）,经固定、脱水、浸蜡后分别将1根普通缝线（3-0）、1根人发、1根可吸收缝线（8-0）及1条生物组织（直径约0．6ram）作为定位杆标记与标本一起进行石蜡包埋,采用石蜡切片机对所取标本进行连续切片,将切片随机分成四组,各30张,分别进行常规HE染色、TH染色、VIP染色和D2-40染色,在显微镜下观察并记录各种材料在染色后定位点的数目,比较分析不同定位材料染色前后标记点的粘附情况。结果：在人发、普通缝线、可吸收缝线与生物组织四种定位材料中,生物组织在染色后贴片率较其它三种材料高,经统计学检验差异有统计学意义（x2=115．12,P〈O．01）;生物组织在四种染色前后贴片率无明显差异（x2=O．16,P=O．98）。结论：利用穿刺针获取生物组织作为定位材料成功解决了定位标记点的脱失问题,其在HE染色和免疫组化染色中均具有很好的粘附效果。     

大鼠肝细胞线粒体周围内质网的三维重建

目的：研究肝细胞线粒体与内质网的空间结构关系。 方法：通过连续超薄切片重建线粒体与其周围内质网的三维模型,结果：连续超薄切片和三维模型显示：除极少量的线粒体与脂滴直接接触外,几乎每个线粒体都被内质网所包裹,大多数线粒体周围既有RER又有小囊泡状SER,少数线粒体则仅有小的SER。这些内质网与线粒体紧贴如同线粒体外壳,二者的间隙小于30nm,其间无任何其它细胞器。结论：肝细胞线粒体通常在内质网包绕下执行生理功能,二者形成的结构和功能紧系的整体。     

人体坐骨神经连续组织切片三维重建研究

 目的 探索一种人体坐骨神经连续组织切片计算机三维重建的实用方法。方法 新鲜人体坐骨神经标本1例,采用人发作为定位材料,连续冰冻切片后进行乙酰胆碱酯酶染色。切片经高分辨率扫描仪扫描后获取神经断面的数码信息,最后输入计算机进行三维重建。结果 三维重建真实地再现坐骨神经内部各神经束的三维立体结构,并可显示坐骨神经中神经束的任意断面及其全长的解剖结构与相互关系,形象地展示坐骨神经内部神经束的复杂重组过程。重建结构均能单独或搭配显示,还能以任意角度显示。结论 采用人发作为定位材料,同时借助计算机软件辅助定位的方法,人体坐骨神经内部神经束三维结构的重建取得较好的效果,因而是一种较为实用的周围神经内部神经束三维重建的方法。     

中药附子形态结构计算机三维重建与动态显示

实现了道地药材附子连续切片三维重建与动态显示，为计算机辅助生药学教学和鉴定提供了具有生动性和立体感的三维图像技术和资料。     

基于组织连续切片后三维重建技术的研究进展

]三维重建技术对于人体内部微观结构的展现细致详尽,为基础科学和临床科研提供了全面的解剖资料。本文综述了组织包埋、切片、染色及计算机辅助人体组织连续切片后进行的组织结构三维重建,展现了组织连续切片三维重建技术中各步骤不同方法的优势与不足,为相关研究提供借鉴。     

对血管切片做三维重建的一种方法

0　引言　在医学、天文观测、工业非破坏性试验等一些工业问题中 ,需要确定某个空间物体的形状 ,但由于技术上的限制 ,无法将物体分离出来并直观的显现 .解决此类问题的一个可行的方法是用等间隔的平行平面去截取这个物体 ,得到一组平行截面 ,通过采样得到平行截面的数字图像 ,进行数据处理后可运用计算机重建物体的三维形态 .在 2 0 0 1年全国大学生数学建模竞赛题中 ,A题给出了某血管管道的相继 N张平行切片图像 ,图像格式、尺寸及坐标均已给定 ,这些图片记录了血管管道与切片的交点 ,并且假定该血管管道是由一个小球沿某路径移动而形成…     

牙体三维重建的研究

目的：使用硬组织切片机和常用的三维成像软件对磨牙根部牙体组织进行三维重建,建立一种观察牙体内部形态结构的实验室研究方法。方法：选择成人下颌第一恒磨牙1颗,运用硬组织切片机将样本从根尖至根分叉进行连续切片,通过体视显微镜放大每个牙根横切面,数码相机摄片,所得照片经过3dsmax软件重建。结果：本实验共获取牙根横截面数码照片45张,通过3dsmax软件重建得出可以从任何角度观察牙体形态和结构的三维图像,其中远中有1根管,近中根管有2个根管,近中舌侧根尖部可见有1侧支根管。结论：使用硬组织切片机和三维软件3dsmax可建立较为精确的牙体内外部结构形态的三维图像。     

Three dimensional reconstruction of hepatohilar peribiliary vascular plexus in rats and dogs

With the developments of surgical skills and immunology, bile duct complications after liver transplantation have been reduced from half to less than one third, but the incidence of bile duct stenosis after transplantation is still as high as 17%.^1,2 During liver transplantation, bile ducts may be damaged in several ways, most of which affect directly or indirectly peribiliary vascular plexus （PVP） and lead to bile duct complications after operation. The complications are more common in hepatohilar bile ducts because of lack of collateral circulation and easily damaged blood supply^3,4 so that it is necessary to know the anatomical structure of PVP. This study explored the anatomical structure of hepatohilar PVP in rats and dogs using the three dimensional reconstruction technique of computer microvisualization with MoticBuaa3Dvol software and ink perfusion, transparency management.     

64排螺旋CT三维重建在牙列正畸中的应用价值

目的评价阻生牙CT三维重建在牙列正畸诊断中的应用。方法收集阻生牙需进行正畸治疗病例35例．41个阻生牙,通过CT三维重建技术获得埋伏阻生牙的相关信息,以指导埋伏牙的治疗。结果41个阻生牙都能通过三维重建明确数目、形态、位置、大小及与相邻牙齿的关系。结论64排螺旋CT三维重建对埋伏牙定位精确。对埋伏阻生牙正畸治疗具有重要指导意义。     

鼻腔及筛窦三维重建的研究

目的:研究鼻腔及筛窦三维重建的方法及意义。方法:用薄层CT及断层解剖分别对鼻腔及筛窦行三维重建,比较两种方法的优缺点。结果:CT重建可以清晰地显示鼻腔及筛窦的毗邻关系及空间定位,但显示细微结构还有一定困难。结论:与CT比较,薄层切片行鼻腔及筛窦的三维重建可以更好地显示此区域的解剖,并为虚拟手术的发展提供模型。     

特发性右心室流出道室性心律失常起源部位的三维分布

目的:观察右心室流出道室性心律失常(RVOT-PVC/VT)消融靶点的三维分布规律?方法:60例右心室流出道室性心律失常消融术中,在EnSite-Array非接触标测系统指导下构建右心室流出道三维模型,以心内膜最早激动点设为靶点,以射频消融结果加以证实,观察靶点三维分布?结果:消融靶点在右心室流出道肺动脉瓣下的49例均消融成功,其中17例分布在游离壁,32例分布在间隔部;15例分布在上部,34例分布在下部; 30例分布在前部,19例分布在后部?消融靶点分布于肺动脉瓣上11例,9例消融成功?结论:非接触标测系统有助于确定右心室流出道室性心律失常消融靶点的位置?     

多层螺旋CT平扫加三维重建在反复或持续喘息患儿中的应用

目的 探讨多层螺旋CT平扫加三维重建在反复或持续咳喘患儿中的临床应用价值.方法 对临床以持续喘息≥4周或反复喘息≥3次的80 例住院患儿进行胸部多层螺旋CT平扫加三维重建检查.结果 80 例患儿中支气管异物16 例,经耳鼻喉科会诊取出异物后咳喘症状消失;支气管发育异常10 例与支气管镜检查符合;肺炎54 例,经加强抗感染治疗后好转,其中5例行支气管镜灌洗后痊愈.结论 胸部多层螺旋CT平扫加三维重建能准确诊断气管支气管异物、明确异物位置、判断气管先天畸形;了解肺部炎症程度及痰栓堵塞位置,为指导进一步治疗提供重要依据.     

组织学切片法在三维重建大鼠海马结构中的应用价

 目的  探讨组织学切片法在三维重建大鼠海马结构的应用价值。方法 采用成年SD大鼠3只,取全脑至脊髓颈1节段后固定,其中2只标本在冰冻切片机上行冠状面连续冰冻切片,1只标本行正中矢状切片,片厚30 μm。所得切片行尼氏染色,在5倍物镜下行显微拍摄。每张切片拍摄4至5张照片,在Photoshop 7.0软件中进行图像拼接,三轴法对所得图片进行配准。根据大鼠脑立体定位图谱在3D DOCTOR 4.0软件中将连续图像中海马划分为CA1、CA2、CA3和DG 4区,对这4区以及侧脑室分别进行三维重建和可视化,利用软件自带工具计算出各区及侧脑室体积。结果 (1) 大鼠海马结构起自于前囱后1.4mm或对耳线前7.6 mm,止于前囱后6.8mm或对耳线前2.2 mm,全长5.4 mm;(2) 侧脑室呈“C”形位于海马外侧,齿状回位于中线两侧,CA1区位于海马的顶部,CA2区位于CA1区的外侧,CA3区位于CA2与齿状回之间;(3) 海马内各区体积CA1为(8.634 9±0.092 7) μL,CA2为(2.952 2±0.058 7) μL,CA3为(3.756 9±0.061 4) μL,DG为(8.547 9±0.139 0) μL,侧脑室体积为(2.143 5±0.040 8) μL。结论  利用组织学方法可以对大鼠脑内海马结构及其各区进行三维可视化重建;利用3D DOCTOR 4.0软件可以计算重建的海马各区体积。     

Ⅰ型鼠尾胶原三维培养模型对乳腺癌细胞耐药性的影响研究

【摘要】目的 探讨基质材料Ⅰ型鼠尾胶原三维（3D）培养对乳腺癌细胞MCF 7耐药性的影响。方法 根据细胞培养方法的差异将细胞分为2D组及3DⅠ型鼠尾胶原培养组。CCK8实验检测MCF 7在2D和3D组中对顺铂和紫杉醇的药物敏感性;采用流式细胞术检测MCF 7在各组中的干性表面标记CD44+/CD24-细胞亚群比例及细胞周期分析;荧光定量PCR（qPCR）检测各组MCF 7的肿瘤细胞干性标记SOX2和KLF4的表达,以及耐药性相关ABC转运蛋白ABCC1和ABCB1的表达。结果 与2D组相比较,MCF 7在3DⅠ型鼠尾胶原培养模型中的耐药性显著增强;同时,流式细胞结果显示3D组CD44+/CD24 亚群细胞比例高于2D组,且细胞周期出现G1期阻滞。qPCR结果显示较2D组细胞,3D胶原组细胞的干性相关指标SOX2和KLF4,耐药相关ABC转运蛋白ABCC1和ABCB1 mRNA的表达显著提高。结论Ⅰ型鼠尾胶原3D培养后乳腺癌细胞MCF 7干性增加,细胞周期G1期阻滞,耐药性增强。Ⅰ型鼠尾胶原可望作为新的3D药物筛选模型并用于抗耐药性肿瘤细胞意义重大。     

全胃切除术后三种消化道重建术式治疗胃癌的对比研究

目的对比分析全胃切除术后三种消化道重建术式治疗胃癌的手术效果。方法全部入选的90例胃癌患者根据消化道重建方式不同随机分为A、B、C三组,每组30例,比较三组患者的手术时间、术中出血量、住院时间。三组体重下降情况及每日进餐次数、术后并发症发生率。结果 B组手术时间最长,C组出血量最多,B组住院时间最长。A组、C组手术时间及住院时间分别显著短于B组,差异有显著性(P0.05)。A组、B组术中出血量分别显著少于B组,差异有显著性(P0.05)。C组患者体重下降数值最少,C组每日进餐次数最多,与A组、B组分别比较,差异有显著性(P0.05)。三组患者术后并发症发生率分别为20.0%、23.3%、10.0%,C组的并发症发生率显著低于其他各组,组间比较差异有显著性(P0.05)。结论全胃切除术后行改良功能性空肠间置代胃术虽然手术时间长、术中出血多,但术后患者恢复快、营养状况好,并发症最少,值得推广和应用。     

螺旋CT三维重建在复杂髋臼骨折手术治疗中的作用(附18例报告)

目的:探讨CT三维重建对复杂髋臼骨折手术治疗的指导作用。方法:对18例手术患者行螺旋CT薄层扫描,其中13例行三维重建。按髋臼骨折的Judet-Letournel分型[1],完全双柱骨折2例,后壁骨折4例,T型3例,后柱+后壁2例,横形3例,前壁1例,前柱2例,横行和后壁骨折1例。结果:13例采用Kocher-Langenbeck入路,3例行骼腹沟入路,2例采用延长的髂股入路。复位按M atta[2]标准,解剖复位6例,满意复位10例,不满意复位2例。其中未行螺旋CT三维重建的5例患者,满意复位3例,不满意复位2例。结论:螺旋CT三维重建对指导复杂髋臼骨折手术治疗具有较高的临床价值。     

股骨三维有限元快速建模及分析

目的探讨运行Ansys命令流文件进行快速建立股骨三维有限元模型并分析的方法。方法采用一侧完整的新鲜成人尸体股骨标本,进行股骨标本初步处理、高速薄层CT扫描（层距0．625mm）、Mask文件编辑、初步三维重建、表面光滑处理、输出股骨三维模型至Ansys11．0,运行Ansys命令流文件完成网格划分,将股骨三维模型输出至Mimics10．01,按照经验公式赋予材料属性,输出已赋材料属性的三维模型至Ansys11．0,完成有限元建模、分析。结果快速完成股骨标本有限元建模并完成简易的有限元分析。结论使用Ansys命令流文件的方法可以提高有限元建模的效率,在完成有限元建模的同时可进行骨骼相关的数字医学分析。