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。     

利用Amira进行脑基底核的三维重建

目的 利用Amira软件对人脑基底核团进行三维重建.方法 采用中国数字化可视人体数据集的头部薄层连续横断面图像,利用Photoshop软件中的自动阈值分割和人工分割相结合的方法 对基底核进行分割,并利用Amira软件进行三维重建.结果 重建结构真实、逼真,再现了各核团的自然形态及毗邻,可在三维空间以任意速度旋转并可对重建部分进行缩放和透明显示.结论 三维重建实现了对基底核的重建,对影像诊断和立体定向手术具有重要意义,而且可用于解剖学教学.     

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。     

基于可视人的帕金森病手术靶点核团定位初步研究

目的利用中国首例女性可视人(Chinese visible humanⅡ,CVH2)头部连续断层图像数据集,为帕金森病深部脑电刺激术前的底丘脑核定位提供参考。方法选取CVH2头部连续断层彩色图像并建立大脑标准空间坐标系,通过颅内常用定位标志-前后连合将21例健康成年人头部横断位和冠状位3.0T核磁共振成像T2序列图像配准到CVH2大脑标准空间中,利用与底丘脑核毗邻的红核中心坐标来检验配准精度以及该定位方法的可行性。结果使用该方法定位21例核磁共振成像图像中左右红核的X、Y、Z坐标平均误差(及标准差)为:X方向上为0.33 mm(0.21)、0.40 mm(0.25),Y方向上为0.52 mm(0.39)、0.44 mm(0.36),Z方向上为0.64 mm(0.43)、0.64 mm(0.41)。经配准后两者红核中心的X、Y、Z坐标值均无显著性差异(P>0.05)。结论利用CVH2头部连续断层图像数据集,经与核磁共振成像图像进行空间配准后对定位与底丘脑核毗邻的红核中心具有较高精度,能够为帕金森病深部脑电刺激术前的底丘脑核定位提供参考。     

脑深部刺激术中丘脑底核靶点定位方法探讨

目的 分析脑深部刺激术(DBS)中丘脑底核(STN)靶点的定位方法。方法 对30例帕金森病(PD)患者进行STN DBS治疗，其中单侧19例，双侧11例。MRI扫描后，采用图像和坐标相结合的方法计算STN靶点坐标，微电极记录细胞放电，植入电极刺激，观察刺激效果和不良反应。结果 MRI能显示STN，微电极记录能明确STN边界，术中植入电极刺激能观察患者的刺激效果和不良反应。结论 MRI图像直接定位STN较准确，微电极记录和植入电极刺激能对靶点定位作进一步验证和适当调整。     

正常成年小鼠脊髓内部结构的三维重建

小鼠脊髓内部结构的三维重建对于“人工脊髓”生物材料的制备具有重要意义,因此,我们利用小鼠脊髓参照图谱和三维重建工具软件对小鼠脊髓内部结构进行三维重建。方法是获得小鼠脊髓参照图谱,并利用小鼠脊髓Nissl和LFB染色切片验证其可靠性,利用Photoshop软件对获得的图谱图片进行配准和批处理。利用3D—DOCTOR软件对小鼠脊髓内部的板层和主要传导束进行分割和三维重建。结果重建出小鼠脊髓外形、脊髓灰质、板层、皮质脊髓束、薄束、楔束等结构,重建的结构具有立体感,并能在PC机中任意角度观察。     

基于3D-Slicer技术颞骨的三维解剖学研究

目的探索虚拟中国人颞骨解剖结构三维重建的可行性,为观察其结构提供更加便捷,准确的方法。方法用3D-Slicer软件重建颞骨解剖结构,对感兴趣区（ROD进行图像分割和提取。结果颞骨．鼓室,乳突气房、乙状奏,颈内动脉被成功重建。结论3D—Slicer可用于中国人颞骨部分解剖结构三维可视化,这些模型显示了它们之间的空间关系,便于对该部解剖结构的观察和理解。     

苍白球腹后部毁损术中的靶点定位方法探讨

目的：总结苍白球腹后部毁损术中靶点定位方法。方法：进行MRI扫描,前50例采用坐标定位法计算靶点坐标,记录微电极2－4个针道,平均2．6个针道;后191例采用坐标定位和图像定位相结合方法计算靶点坐标,每例记录1－2个针道,平均1．3个针道。结果：MRI图像能清晰显示苍白球各部分、髓板、内囊及视束等结构。微电极记录可确认苍白球内侧部上下界、视束等结构。前50例患靶点X、Y和Z轴坐标调整的百分数均明显高于后191例患,分别为40．0％vs18.8%,38.0%,vs15.2%和82．0%vs62.3%。结论：MRI坐标定位和图像定位相结合,减少了个体差异引起的误差,使MRI定位更加准确。微电极记录技术是MRI定位方法的必要补充。     

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。     

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。     

三维可视化技术在肝胆外科中的应用

三维可视化技术是利用二维的影像学资料,导入三维重建软件中进行分析和处理,在计算机上构建其可视化的人体图形,并用于指导临床.肝脏作为人体内最大的腺体,其解剖结构非常复杂,生理功能也很重要,可视化人体肝脏指的是利用肝脏的CT及MRI的二维图像,导入三维重建软件中,利用计算机构建可视化的人体肝脏图形.它在学习肝内解剖结构、提高肝脏疾病诊断率,尤其在指导肝胆外科手术等方面得到广泛应用.     

头颅MRI立体定位坐标系及中央沟定位图谱的构建

目的探讨基于标准头颅MRI的立体定位方法,验证定位精度。方法31例头颅连续MRI断层扫描数据,以Dicom 3.0格式导入eFlim 2.1工作站并以JPG格式导出,后者再导入Photoshop软件。分别通过图像大小校正、图像旋转、坐标轴平移等步骤使系统坐标原点与大脑原点重合、系统Y轴与大脑连合间线重合,建立标准坐标系。通过软件坐标直接读取功能获得断层上X、Y坐标值。Z值由所在层面距离双连合层面层数及层厚乘积决定。选取前连合后缘中点、后连合前缘中点的坐标值、两点距离等作为验证,在建立的立体定位坐标系中,计算连合间径长度并与eFilm软件直接测量结果对照。结果31例头颅连续MRI断层扫描数据均实现准确三维立体定位,制定定位图谱。2种方法测得的连合间径长度一致。结论基于标准头颅MRI的立体定位法可以应用于大脑中央沟三维立体定位的研究。     

基于DTI丘脑分割的新方法

目的利用概率跟踪算法的原理对DTI序列进行处理,得到丘脑分割图谱,为研究丘脑与皮层的连接关系提供参考依据。方法健康志愿者30例进行常规T2序列及DTI序列扫描,将采集到的数据进行转换分析,利用概率跟踪算法对其进行计算,得到丘脑分割图谱。结果获得的丘脑分割图谱被不同颜色分成七个部分,分别显示与七个头脑皮层分区的连接方式。将丘脑分割图谱与常规丘脑核团图谱进行对比,发现其连接方式十分一致。结论丘脑分割图谱与常规丘脑核团图谱具有较强的一致性,有利于我们进一步认识丘脑的解剖及功能,为以丘脑为靶点的手术提供解剖依据。     

豆状核,丘脑与丘脑枕三维空间形态和位置的研究

目的：为了增加和填补豆状核、丘脑与丘脑枕三维空间形态和位置的解剖学资料,并为提高脑立体定向手术中靶点定位的准确性提供定位数据。方法：将成人６１只整脑制成２ｍｍ厚的三维连续切片,并在各脑片上直接进行观测。结果：调查了１２２个豆状核、丘脑与丘脑枕的前后径、左右径、上下径,体积及“靶心”坐标值;通过还原、重建,绘出三维切面的空间投影轮廓图。结论：明确了三核团在脑内空间的整体构型,其结果可指导脑立体定向手     

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。     

应用MRI预扫描定位提高大鼠脑立体定位术的准确性

目的评价MRI预扫描方法在鼠脑穿刺定位准确性上的作用与价值。材料与方法选取健康雄性SD大鼠18只,随机分为2组,分别为MRI预扫描定位组(9只),在MR图像指导下进行穿刺注射;以及经典穿刺组(9只),不采用MR影像学检测定位,严格按照脑立体定位图谱进行穿刺注射。穿刺以通过苍白球中心的鼠脑切面中尾状核区为靶目标,穿刺后采用MRI影像学方法确定穿刺点位置,比较MRI预扫描定位穿刺与经典立体定位穿刺的准确度。结果 MRI预扫描定位组穿刺准确率为88.89%,经典穿刺组穿刺准确率为66.67%;两种方法的穿刺定位差异有显著性(P<0.05),MRI预扫描组的穿刺定位准确度明显高于经典穿刺组。结论 MRI预扫描可显著提高鼠脑立体定位穿刺的准确度,是进行立体定位精细穿刺的必要操作。     

基于核磁共振成像的人体骨骼肌动态重建方法

目的：利用人体核磁共振成像技术,建立一种人体骨骼肌在体三维形态快速重建的新方法。方法：选取上肢屈肘运动、下肢屈膝运动为典型运动,利用核磁共振测量技术,将屈肘运动分成4个相位,每30°进行一个静态相位的测量,不负重。将屈膝运动分成4个相位,每30°进行一个静态相位的测量,不负重。获取屈肘、屈膝运动下的骨骼肌核磁共振序列图像数据。利用水平集图像处理算法,对这些数据进行配准、分割研究,利用体素法进行骨骼肌的三维形态重建,获取人体骨骼肌在屈肘、屈膝运动过程中的在体三维形态变化规律。结果：获取了屈肘、屈膝运动中在体骨骼肌的动态核磁共振图像数据,建立了相应的三维形态模型。结论：建立了一种基于水平集理论和体素法的人体骨骼肌软组织医学图像处理与三维形态重建方法,为骨骼肌相关研究和临床应用提供了一种新方法。     

成人大脑颞平面的三维重建及三维可视化

目的:建立健康成人活体MR图像的大脑颞平面三维可视化模型,探讨颞平面的解剖结构特点。方法:选取1名健康成年男性颅脑薄层MR扫描数据并导入Able Software 3D-Doctor软件,用手动分割方法建立三维可视化模型并对相关结构赋予不同标记颜色。结果:成功构建大脑颞平面的三维可视化模式图,成功显示大脑颞平面、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:大脑颞平面三维可视化模型的建立对颞平面解剖结构的识别和脑立体定向手术设计有重要价值。     

Three-dimensional reconstruction of digitized human liver: based on Chinese Visible Human

Background Comparing with two dimensional （2D） imaging, both in diagnosis and treatment, three dimensional （3D） imaging has many advantages in clinical medicine. 3D reconstruction makes the target easier to identify and reveals the volume and shape of the organ much better than 2D imaging. A 3D digitized visible model of the liver was built to provide anatomical structure for planing of hepatic operation and for realizing accurate simulation of the liver on the computer. Methods Transverse sections of abdomen were chosen from the Chinese Visible Human dataset. And Amira software was selected to segment and reconstruct the structures of the liver. The liver was reconstructed in three-dimensions with both surface and volume rendering reconstruction. Results Accurately segmented images of the main structures of the liver were completed. The reconstructed structures can be displayed singly, in small groups or as a whole and can be continuously rotated in 3D space at different velocities. Conclusions The reconstructed liver is realistic, which demonstrates the natural shape and exact position of liver structures, tt provides an accurate model for the automated segmentation algorithmic study and a digitized anatomical mode of viewing the liver.     

基于U型卷积神经网络学习的前列腺癌影像重建模型在手术导航中的应用

目的 探讨基于U型卷积神经网络(U-shaped convolutional neural network, U-net)建立的前列腺磁共振图像自动化分割和重建3D模型对腹腔镜前列腺癌根治术进行术中认知导航的效果。方法 应用含有人工注释的共5 000张前列腺癌磁共振影像训练集,训练U-net,构建了一套以临床需求为导向,稳定高效的全卷积神经网络算法模型,对前列腺磁共振图像进行区域化、多结构和精细自动化分割,并将分割数据使用医学影像处理交互平台(Medical Image Interaction Tool Kit,MITK)自动重建,以STL格式输出建模信息,应用平板电脑在术中展示前列腺模型,进行认知导航。结果 基于201例前列腺癌患者的磁共振图像训练样本,在经典U-net基础上通过适应性改良,建立了一套结构简单、性能优秀的U-net,可以实现对前列腺、肿瘤、精囊腺、直肠等重要结构的单独分割,并进行三维可视化,直观地显示手术关键部位的结构关系和肿瘤侵犯程度。术中通过平板电脑同步展示3D模型,成功进行认知导航。结论 通过改良的U-net可以自动化完成前列腺磁共振图像的结构化分割,通过重建局部解剖部位的3D模型用于术中认知融合导航,可以达到肿瘤可视化、降低手术切缘阳性率、提高手术效果的作用。