基于空间域与频域特征自适应融合和类间边界区域增强的三维海马分割

目的海马萎缩是诊断阿尔茨海默病等诸多精神疾病的临床重要标志,因此准确分割海马是一个重要的科学问题。随着深度学习的发展,人们提出了大量先进的自动分割方法。然而,由于MRI中各种噪声的影响以及海马不同类别之间不清晰的边界,三维海马分割仍然具有挑战性。因此本文旨在提出新的自动分割方法来更精确地分割海马头、体、尾。方法为了克服这些挑战,本文提出了两个策略。一种是空间域与频域特征自适应融合策略,通过快速傅立叶变换和卷积自动选择合适的频率组合,减少噪声对特征提取的影响。另一种是类间边界区域增强策略,它允许网络通过加权每个类之间边界区域的损失函数来增强对边界区域的学习,以达到精确定位边界和调节海马头、体、尾大小的目的。结果在50例青少年大脑MRI数据集上进行的实验表明,我们的方法实现了较先进的海马分割,海马头、体、尾相较于现有的方法都取得了一定的提升。消融实验证明我们提出的两种策略有效,我们还在260例Task04_Hippocampus数据集上验证了网络具有强大的泛化能力,说明本文提出的方法可用于更多的海马分割场景。结论我们提出的方法可以帮助临床医生更清楚地观测海马萎缩,并完成更精确的病情诊断和追踪。

蝶鞍区薄层横断面解剖与MRI对照研究

目的研究蝶鞍区的薄层断层解剖与对应的MRI图像，探讨该区域结构在薄层断层解剖上的变化规律，为影像学诊断及临床开展该区手术提供详细的形态学资料。方法取2例成人头部标本，用1．5TMRI以眦耳线为基线进行扫描获取薄层MRI图像，经冷冻包埋后采用铣削精度为O．001mm的SKC500型数控机床由下往上铣削层厚为0．1mm的薄层标本，其中蝶鞍区层厚为0．05mm。从标本中选取典型断面，与相应的MRI图像相对照，观察蝶鞍区的重要解剖结构。结果共获得MRI图像TI加权40幅和41幅，T2加权40幅和41幅，薄层断层图像304张和310张。在薄层断层标本上进行连续追踪，并与相应的MRI图像对照，总结其规律。在垂体层面能清楚地显示海绵窦内结构及其相互关系：1．颈内动脉弯曲走行于海绵窦内，且与海绵窦之间形成几个问隙；2．第Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ脑神经以及三叉神经的眼神经支、上颌神经支在海绵窦外侧壁由前向后依次排列。在视交叉层面能够清楚地看到垂体柄穿过鞍膈与垂体相连。结论冷冻数控铣削技术获得的超薄断面与MRI图像对照能精确显示蝶鞍区的微细解剖结构，为该区病变的断层影像诊断和临床治疗提供实用的亚毫米断层解剖学依据。

数字化脑图谱研究进展

脑图谱是探索人脑结构和功能的重要工具,在运算结果的解释、信息的可视化及数据的处理中发挥着重要作用,是当前神经科学领域的研究热点。回顾了数字化脑图谱的发展过程和研究进展,并详细介绍了基于MRI图像的中国人数字化标准脑图谱的建立及其应用前景。

国人肝段的再认识

目的:对肝内门静脉和肝静脉重新认识,提出一种新的国人肝段划分方法,为影像学和肝外科提供断层解剖学资料。方法:使用50例上腹部连续断层标本和20例多层螺旋CT图像及三维重建图像,研究了肝内门静脉的走行和分布以及肝静脉及其属支的回流范围及其两者之间的相互关系。结果:国人肝段新的划分方法:门静脉右支主干存在时,依肝中静脉所在的正中裂将肝分为左、右半肝。右半肝被一弯曲的右叶间裂分成右前上叶和右后下叶。右前上叶依垂直段间裂分为腹侧和背侧段。右前上叶的腹侧段被水平亚段间裂分为上、下两个亚段。右后下叶依水平段间裂分为上、下两段。肝左静脉主干存在时,依肝左静脉主干所在的左叶间裂将左半肝分成左后上叶和左前下叶。左前下叶依左段间裂分为内侧和外侧段。水平亚段间裂将左前下叶的内侧段分为上、下两个亚段。依弧形背裂分尾状叶和右前上叶及左前下叶内侧段。结论:国人肝段新的划分法不仅有利于肝内微小病变的精确定位,而且便于肝外科探索新的和更加安全的术式来施行各种肝切除和肝移植。

胎儿腰椎长度发育与孕龄及性别相关性3.0T磁共振研究

目的利用3.0T磁共振研究正常胎儿标本腰椎长度随孕周增加的变化规律及不同性别间差异,绘制腰段脊柱生长曲线。方法利用3.0T MR扫描仪对71例16~42周自然流产及因母体或胎儿因素引产的胎儿新鲜标本行全脊柱3D-T2WI序列扫描,对所得图像以L2椎体为中心进行三方位重建,在正中矢状位上测量腰椎长度,对测量参数和孕周作回归分析,并比较测量参数在性别间的差异。结果胎儿腰椎长度在16~42周从（1.96±0.13）cm增加到（5.54±0.42）cm,长度与孕周均呈直线相关,线性回归方程为：腰椎长度（cm）=-0.401＋0.147×孕周,R2=0.98,P〈0.05;腰椎长度发育不存在性别差异。结论孕中晚期胎儿腰椎长度随孕周增加发育迅速,与胎龄呈高度直线相关性,与性别间无明显相关性,腰椎长度是评估胎儿胎龄及生长发育状况的可靠指标。

右半肝内门静脉的断层影像解剖学研究

目的探讨右半肝内门静脉的走行、分布规律及门静脉肝裂和肝静脉的关系,进而为肝段的划分提供断层解剖学依据。方法使用30例上腹部连续断层标本(10例横断面、20例冠状面)以及20例多层螺旋CT图像和三维图像,探讨右半肝内门静脉的分支类型和常见变异以及肝内门静脉和肝静脉之间的关系。结果50例标本和图像中,右半肝内门静脉均可分为前上和后下两组分支。76%(38/50)的门静脉右前支的分支向后分布至肝右静脉后方的部分区域。40%(20/50)的门静脉右后支的起始部向尾侧发出的第一分支分布至肝右静脉前的部分区域。门静脉右前支的分布区域,越过肝中静脉偏向左侧,在15例无门静脉右支主干的标本和图像中尤其明显。肝右前叶无明显横裂存在。门静脉的亚段分型有显著的个体差异,且无优势分支类型。结论右半肝可分为右前上叶和右后下叶,两叶之间为一弯曲的"裂隙"。肝右前上叶有一恒定的纵裂存在。肝右静脉不是右叶间裂的准确定位标志,尤其在其上份和下份。肝中静脉不是正中裂的准确识别标志,尤其在门静脉右支主干缺如的人群中。

小脑深部核团薄层横断面解剖与MRI的对照研究

目的研究薄层断面上小脑深部核团的位置、分布和形态,为小脑功能影像学研究、电刺激核团疗法的功能相关性研究以及核团立体定向手术提供其中解剖学依据。方法选择3具成年男性尸体标本,以CT与1.5TMRI经前后连合间线扫描,排除器质性病变。选取其中1例成年尸体头部标本,经明胶包埋和深低温冷冻后,采用铣削精度为0.001mm的SKC500型数控铣床,同样经连合间线制成层厚为0.1mm的连续薄层横断面,对获取的图像进行解剖学观察并择取与齿状核相关的典型断面与相应的活体3.0TMRI图像对照。结果共获得与小脑相关的薄层断面图像620幅,其中齿状核、顶核、球状核以及栓状核出现的层面数分别为145、12、25、20幅。在连续横断面上观察到齿状核最大且最先出现,位于最外侧,形似一个向内侧开口的折叠口袋状结构;顶核最靠内侧,紧邻第四脑室顶的外侧和上蚓前部的内侧面,在中线两侧对称分布;栓状核位于齿状核内侧,不易与其区分,核团部分遮盖齿状核门;球状核由多个散在分布的灰质团块组成,呈前后向伸展,出现于栓状核与顶核之间。结论连续薄层横断面上能较好地显示小脑深部核团的位置、形态以及与周围小脑结构的毗邻关系,对小脑深部核团的功能影像学研究和临床治疗有重要的参考价值。

基于冠状面数据的肝静脉和肝内门静脉的三维重建

目的:构建基于肝连续薄层冠状断面数据集的肝静脉和肝内门静脉的三维数字化可视模型。方法:应用数控冷冻铣削技术获取1例肝的连续薄层冠状断面数据集;采用体绘制和面绘制的方法,通过人工干预对数据集中肝内管道系统进行人工识别提取和图像数据分割;运用3D医学可视化软件实现三维重建,构建肝静脉和肝内门静脉的三维可视化模型。结果:肝静脉和肝内门静脉的可视化模型可清晰显示门静脉及其分支和肝静脉及其属支的空间构形,真实地再现了肝门静脉和肝静脉之间复杂的空间毗邻关系。模型中的肝静脉和肝门静脉可单独或总体显示,可在三维空间位置上绕任意轴旋转任意角度,并能从不同的角度对某一血管分支进行多角度、多方位的观察。结论:高质量的二维图像、精确的数据分割和合适的三维重建方法保证了三维数字化可视模型的真实性和准确性。

人视觉传导路的冠状断层解剖学研究

目的为视觉传导路病变的影像学诊断提供形态学依据。方法在26例成人尸体头部的连续冠状断层标本与6例活体成人头部磁共振连续冠状断层扫描图像上,研究视觉传导路的断层解剖。结果本研究辨认了视觉传导路5个关键冠状断层上的典型表现：1.视神经眶中段冠状断层呈圆形,位于眼眶中心偏内上方眶脂体内,周围包绕蛛网膜下隙和视神经鞘。2.视交叉冠状断层呈＂一＂字型横位分隔第三脑室底的视隐窝和漏斗隐窝,其上方是大脑前动脉A1段,下方正中邻垂体柄和灰结节,两侧是颈内动脉C2或C3段。3.视束中部冠状断层呈圆形夹在大脑脚底和杏仁体、尾状核尾之间,下方是脉络丛前动脉,继续向下在钩与大脑脚底之间是大脑后动脉P2段。4.外侧膝状体内侧邻大脑脚底,外侧是尾状核尾,下方是钩和大脑后动脉P2段。5.视辐射冠状断层参与构成侧脑室下角和后角外侧壁,视辐射与侧脑室后角之间隔簿层毯。头部磁共振冠状断层扫描对视觉传导路结构的辨认与连续冠状断层标本具有较好对应性。结论在冠状断层上,对视觉传导路结构的辨认,尤其是关键断层特征结构的辨认,为视觉传导路病变的影像学诊断提供形态学基础。

孕中晚期正常胎儿颈椎长度与胎龄关系的磁共振研究

目的研究正常胎儿标本颈椎长度与孕周变化的关系,绘制正常胎儿脊柱长度生长曲线。方法本研究为前瞻性研究,利用3.0T MR扫描仪对65例16～42周自然流产及因母体或胎儿因素引产的胎儿标本行全脊柱3D-T2WI序列扫描,对所得图像进行三方位重建,在正中矢状位上测量颈椎长度及C4椎体的高度,建立相关线性回归方程。结果胎儿颈椎长度及C4椎体高度与孕周的线性回归方程分别为：颈椎长度（cm）=0.193＋0.117孕周,R2=0.94,P〈0.05;C4椎体高度（cm）=0.025＋0.013孕周,R2=0.94,P〈0.05。颈段脊柱发育有着时间的不平衡性,在生长发育过程中有两个发育高峰,分别为23～26孕周及31～34孕周;同样在这两个高峰,椎体高度增长速度较快。结论孕中晚期,胎儿颈椎长度的增加与胎龄呈良好相关性,椎体的相关径线是评估胎儿脊椎发育的可靠指标。

松果体区的薄层冠状断层解剖与MRI的对照研究

目的探讨松果体区结构在连续薄层冠状断面上形态结构的变化规律,为该区病变的影像学诊断和外科治疗提供解剖学依据。方法选择1例成人头部标本,应用冷冻数控铣削技术由前向后垂直于连合间线（AC-PC线）进行铣削。另选择健康成年男性10名,应用3D SPGR序列行与标本基线一致的3.0 T MR扫描。选取典型的断面标本图像与相应活体的MRI图像进行对照研究,探讨主要结构的变化规律。结果根据松果体柄的出现和松果体的消失,可将松果体区由前向后分为前、中、后3个部分,其形态由倒三角形向梯形、三角形依次过渡。在松果体区的前、中部内,第I间隙逐渐增大;至松果体区后部时则开始减小直至消失。大脑内静脉始终位于松果体区的中线上,其高度逐渐下降。结论应用冷冻数控铣削技术所获取的松果体区薄层断面标本图像,能清晰显示该区各结构的形态变化规律及与周围组织毗邻关系,为该区微小病变的影像诊断和外科治疗提供了详实的解剖学依据。

额窦引流通路的薄层断面解剖在额窦手术中的意义

目的:应用鼻腔额窦的薄层断面解剖图像,追踪额窦引流通路,测量鼻丘气房、钩突及其他的相关数据,为额窦的鼻丘径路及钩突径路手术提供解剖学依据。方法:通过冰冻铣切技术获得鼻部连续断面图像,不同层面上观察额窦的解剖边界及引流通路,测量鼻丘气房前壁中心与中鼻甲根部前端间距离,气房前壁、钩突水平部根部厚度,与钩突根部连接处的鼻泪管内侧壁的厚度。结果:额隐窝为一复杂的三维空间结构,鼻丘气房前壁中心与中鼻甲根部前端间距离为(7.12±0.74)mm,前壁厚度为(0.47±0.09)mm,钩突水平部根部厚度为(1.27±0.22)mm,与钩突根部连接处的鼻泪管内侧壁的厚度为(1.71±0.08)mm。结论:通过额窦引流通路的薄层解剖,可获得较精确的鼻丘气房前壁及钩突等重要结构的相关数据,为额窦手术提供解剖学指导。

肝连续薄层冠状断面数据获取研究

目的应用数控冷冻铣削技术获取肝的连续薄层冠状断面数据集。方法经CT、MRI扫描筛选后,选择无明显病变的成年男性尸体1例,截取其上腹部,按直立位置于包埋容器内,经明胶包埋和深低温冷冻后,在低温冷冻室内用数控铣床从前向后连续铣削,获得肝的连续薄层冠状断面,用数码相机逐层拍摄,获取原始数据。结果该例上腹部标本冷冻铣削后共获得层厚为0.2mm的肝连续冠状断面图像699幅,断面能够清晰显示肝的形态结构、位置及毗邻关系和肝内管道系统及其分支的走行分布。结论应用数控冷冻铣削技术获取的肝连续薄层冠状断面数据集精度高,质量优,为基于冠状断面数据集的肝及肝内管道系统的三维重建奠定了基础。

特征约束的多实例图像超分辨率方法

基于实例的图像超分辨率方法通过已知实例图像学习高低分辨率图像之间的关系模型,利用该模型预测未知高分辨率图像信息,具有较好的放大效果,但需要庞大的外部图像库.为此,提出一种特征约束的多实例图像超分辨率方法.首先提出特征约束多项式插值方法初始化高分辨率低频图像;其次以高、低分辨率图像的低频图像作为已知实例对,在低分辨率低频图像中,对高分辨率低频图像块采用自适应KNN搜索算法搜索相似图像块并得出回归关系模型;最后将该模型应用到低分辨率高频图像获取初始高分辨率图像所缺失的高频信息.大量实验结果表明,该方法产生的高分辨率图像可以较好地保持图像特征,具有较高的PSNR值及SSIM值.

国人脑顶内沟的三维形态及其不对称性

目的以MRI及三维可视化方法探索国人脑顶内沟的类型及形态特征,以期为端脑顶叶功能研究及相关疾病诊治提供解剖学依据。方法选取107例正常右利手中国人,应用3.0T GE磁共振扫描仪进行扫描,获取高分辨率脑MRI数据。利用BrainVISA软件建立顶内沟的三维解剖模型,并对顶内沟的形态类型进行观察分析。结果顶内沟有3种分段模式:连续型、两段型和三段型。不同分段之间的分隔脑回或表面可见,或埋藏于脑沟内部。左脑以连续型为主(56.07%),右脑以两段型为主(58.49%),且左右脑顶内沟形态具有显著不对称性(P<0.01)。男性大脑顶内沟以两段型为主(53.17%),女性大脑顶内沟以连续型为主(49.43%),但男女性顶内沟形态无明显性别差异(P>0.05)。结论顶内沟形态复杂,具有3种形态类型,并有明显的侧别差异。

国人女性距状沟形态及侧差的三维MRI研究

目的探讨国人女性距状沟在MRI图像上的形态、大小及其侧差。方法对40例女性志愿者头部进行高分辨率MRI扫描,获取横断面图像,用Brainvisa软件对其三维重建后,自动测量距状沟的沟深、沟宽和沟长。用SPSS软件对结果进行统计学分析,比较左右侧的差别。结果在正中矢状面上,距状沟后部分为分叉型(32.50%)、单峰型(25.00%)、平坦型(16.25%)、S型(15.00%)、双峰型(7.50%)和其他型(3.75%)6种类型。距状沟后部在正中矢状面上的位置可分为偏下(72.50%)、中间(21.25%)、偏上(6.25%)3种情况。女性距状沟的沟深左侧为(15.24±2.67)mm,右侧为(16.97±3.25)mm;沟宽左侧为(3.14±0.91)mm,右侧为(3.19±0.83)mm;沟底长左侧为(86.47±16.85)mm,右侧为(83.62±17.10)mm;沟顶长左侧为(70.52±12.40)mm,右侧为(64.90±15.17)mm。女性距状沟沟深右侧明显大于左侧(P<0.001),沟宽和沟长差别无统计学意义。距状沟末端转到大脑半球外侧面的超过半数(52.75%)。禽距的出现率为78.75%。结论女性距状沟的沟深右侧明显大于左侧。用三维重建的方式研究结构复杂的距状沟是一种很好的方法。

融合式、趋同化管理模式对提高在华医学留学生教学满意度的作用

随着在华医学留学生规模的扩大,如何提高教学及管理质量成为各高校共同面临的问题。本文在调查留学生教学实际和分析所在问题基础上,提出了融合式、趋同化管理模式,在实践中改革和完善医学留学生管理工作,通过对留学生在改革前后对教学满意度的变化,证明了该管理模式的可行性和有效性,有望为同类高校的管理改革提供借鉴和思路。

多图谱与联合标签融合策略相结合的主动脉CT图像分割

主动脉图像自动分割技术在主动脉疾病的早期诊断、风险评估及手术治疗中发挥重要作用。本文采用了基于多图谱的医学图像分割技术,并将之与联合标签融合(Joint label fusion,JLF)策略相结合应用于3D主动脉CT图像的自动分割问题中。联合标签融合策略考虑了各个图谱之间的相互关系,能够有效抑制图谱间冗余信息的干扰,进而提高标签融合精度。本文提出了一种图谱更新算法以应对图谱数量不足的问题,在提高分割精度的同时,保持了较低的计算复杂度。在15例主动脉CT图像数据上的分割结果表明,本文方法能有效地对3D主动脉图像进行分割,与3种基于传统融合方式的图谱分割法相比,本文方法具有更高的分割精度。

青少年海马亚区体积的侧别差异及性别差异

目的对青少年时期双侧海马进行精细的亚区划分并统计各亚区体积的侧别差异和性别差异,为海马的功能和相关精神疾病研究提供解剖学依据。方法收集101例健康青少年3.0T脑磁共振成像。利用FreeSurfer软件进行全脑和双侧海马的亚区分割,获取颅内体积和各亚区体积。利用Cendes法结合颅内体积对海马各亚区体积标准化,最后进行侧别差异和性别差异的统计学分析。结果使用Cendes法标准化后,HBT(head/body/tail)协议下海马头、海马体和整体体积均右侧>左侧。FS60协议下海马尾、下托等体积无侧别差异;旁下托、前下托体积左侧>右侧,CA1、CA3、海马伞等体积右侧>左侧。HBT协议下双侧海马各亚区体积均女性>男性;FS60协议下左侧下托、CA4,右侧下托、CA1、海马尾等亚区体积均存在女性>男性。结论青少年海马不同亚区体积具有不同的性别差异和侧别差异性,体现了此时期海马的异质性发育状态,为揭示大脑功能偏侧化的形成和相关精神疾病机制提供了基础。

数字解剖学科研和教学中的伦理学问题探讨

随着现代科学技术的飞速发展,数字解剖学也得到了空前的发展和应用。人体标本经过铣切获取数字图像,利用计算机信息技术进行分割和重建将其数字化,制作成人体三维解剖学数据集,可广泛应用于教学、科普及研究工作中[1]。开发的数字解剖学教学软件图像生动逼真,结构清晰,可从任何方位和角度观察单个器官的形态结构,也可以整体观察各系统、器官的空间位置和毗邻关系,并可随意放大和缩小,有利于学生更好地理解和学习。