MRI DWI序列显示健康志愿者骶髂关节成像的最佳b值

背景:MRI DWI序列是一种简单易行、特异性较强、敏感度较高且能早期诊断活动性骶髂关节炎、监测其活动性的检查方法之一,但DWI序列对骶髂关节显示的最佳b值尚无统一标准。目的:通过比较10-20岁健康志愿者骶髂关节MRI不同b值时DWI及表观弥散系数差异,寻找MRI DWI序列显示骶髂关节的最佳b值。方法:随机选择21名10-20岁无骶髂关节疾病的健康志愿者作为研究对象,行骶髂关节轴位T1WI、STIR及DWI扫描(b值为0,300,600,900s/mm2),观察不同b值对骶髂关节的显示情况,对图像进行评价;同时,分别测量双侧骶髂关节的骶侧、髂侧关节旁骨髓的表观弥散系数,对不同b值双侧骶髂关节旁骨髓表观弥散系数进行统计学分析。结果与结论:21名健康志愿者42个骶髂关节在b值为300,600s/mm2时,图像显示清晰,对比度好,能清晰显示骶髂关节关节。b值为900s/mm2时,图像伪影较大,图像质量模糊,对比度差,无法完成表观弥散系数值的测量。b值为600s/mm2时,双侧骶髂关节旁骨髓所测得的表观弥散系数值变化范围小,而b值为300s/mm2时,表观弥散系数值差异性较大。结果显示600s/mm2是MRIDWI序列显示骶髂关节的最适宜b值,不仅能清晰显示双侧骶髂关节,而且所测得关节旁骨髓的表观弥散系数值精确度较高。

虚拟现实技术应用于髋部骨折手术仿真的建立

背景:髋部骨折的病情较复杂,临床医师选择适当治疗方案和手术入路的主要依据来源于影像学检查,常难以准确判断空间立体关系。目的:探讨基于64排螺旋CT扫描数据对髋部骨折进行虚拟手术设计的可行性和临床应用价值。方法:将髋部骨折患者.dicom格式CT数据导入Mimics软件,进行图像分割,建立骨折三维模型并进行虚拟复位,将.stl格式复位模型导入Imageware 12.0,根据钢板放置位置选择合适长度钢板,螺钉固定。并快速成型形成实体与导航模板。结果与结论:重建三维可视模型可准确反映出骨折特点、骨折移位方向和程度,并可进行任意旋转观察,实现了内固定手术模拟。可见术前应用计算机辅助虚拟现实手术设计可以制定合理的个体化手术方案,有很好的临床应用价值。

正常女性静息及最大用力下盆底结构改变的MRI表现

背景:MRI 因其具有无放射性、良好的软组织对比及多层面多轴向扫描成像等特点,可对盆底的整体结构进行精确的评估。目的:利用 MRI 观察无症状女性静息状态及最大盆腔用力时盆底解剖结构的变化,为进一步评价盆底功能障碍性疾病建立正常标准。方法:对 23 例无盆底功能障碍及其他盆腔疾患的女性行动态、静态盆腔 MRI 检查,常规观察盆腔器官及盆底结构,在正中矢状位上分别测量不同状态下膀胱颈、子宫颈、肛直肠连接与耻尾线的距离及 HMO分度系统中分别测量肛直肠连接到耻尾线的距离(M 线)、肛直肠连接与耻骨联合下缘连线(H 线);经肛管中部的冠状位上测量肛提肌板的角度的变化,在经耻骨联合下缘的横断位图像上测量盆隔裂孔的面积的变化。结果与结论:盆腔用力时膀胱颈、子宫颈及肛直肠连接较静息状态下均有不同程度的下降;盆腔用力时肛提肌板的角度及盆膈裂孔面积轻度增大;盆腔用力时 H 线及 M 线均有轻度的增大;与静息状态比较,动态时膀胱颈、子宫颈、肛直肠连接的下降、肛提肌板角度的增大及盆膈裂孔面积的增大、H 线及 M 线的增大差异均有显著性意义(P < 0.05)。提示无症状女性静息时及盆腔用力时盆腔器官的位置会有所改变,在耻尾线系统测量和 HMO 系统上测量,盆腔器官的下降程度均未超过正常范围。盆腔用力时肛提肌板的角度及盆膈裂孔面积均可见轻度的增大。

脊柱腰段正常及骨质疏松三维有限元数字模型的建立

背景:建立逼真的有限元模型是对脊柱进行有限元力学分析的重要基础,关于骨质疏松有限元模型的报道尚少。目的:建立脊柱腰段各主要结构及骨质疏松腰椎的有限元数字模型,为正常脊柱腰段及骨质疏松患者腰椎的有限元力学分析打下基础。方法:对 1 名健康男性志愿者行脊柱腰段的螺旋 CT 扫描,将所得图像先在 Mimics 中进行分隔和重建,在 Geomagic 中进行优化,在 Ansys 中赋材质及网格划分,建立三维有限元数字模型。结果与结论:建立了包括全部腰椎、椎间盘及主要韧带的正常腰椎及骨质疏松腰椎三维有限元数字模型。该模型外形逼真,几何相似性好,可以随意旋转,方便从多角度观察、采集三维信息,各主要结构材料属性接近实际,适合进行生物力学研究。提示利用 CT 数据及 mimics、geomagic、Ansys 软件可以建立脊柱腰段正常及骨质疏松有限元数字模型。

移动式C型臂X射线机图像拼接在骨科手术中的应用

背景:在脊柱和长骨骨折等骨科手术治疗中,获取骨折部位的完整骨结构图像对于监控和评价骨科术中效果具有十分重要的临床意义。目的:探讨移动式C型臂X射线机图像拼接技术在临床骨科手术中的应用效果。方法:对骨科手术部位的脊柱和长骨进行C型臂X射线机透视并采集2-4幅图像,经过图像拼接软件将图像多区域重叠,进行图像拼接技术处理后得到脊柱和长骨骨折内固定手术部位的1张全景图像。结果与结论:移动式C型臂X射线机图像拼接技术处理后能在1张照片上获得脊柱和长骨骨折内固定手术部位全景图像,能较清晰、完整地显示脊柱和长骨的全景,并有助于术者在术中及时地了解和评估骨折部位的对位、对线情况,且能进行长度和角度测量,为进一步提高手术质量提供强有力的支持。

全膝关节置换过程中髌股关节轨迹不良的处理

背景:人工全膝关节置换后膝前痛的主要原因是髌股关节并发症。目的:探讨全膝关节置换过程中髌股关节轨迹不良的处理方法。方法:31例32膝在全膝关节置换过程中出现髌股关节轨迹不良,均为女性,年龄53-85岁,平均68.5岁,病程8-25年,平均22.3年,其中骨性关节炎27例28膝,类风湿性关节炎4例4膝。膝外翻角12°-32°,平均20°;Q角为13°-23°,平均16°。采用正确截骨,调整假体位置,髌骨内外侧软组织平衡,或加行Goldthwait-Roux术进行纠正。结果与结论:随访时间12-120个月。膝关节平均活动度数(98.2±10.3)°。KSS评分从置换前平均35分提高到置换后平均81分;KSS功能评分从置换前平均34分提高到置换后平均83分。置换后切口均Ⅰ期愈合,未发生皮肤坏死、切口感染等并发症。屈膝45°Knutsson髌骨轴位X射线片检查无髌骨倾斜、半脱位或脱位。结果说明在全膝关节置换过程中出现髌股关节轨迹不良时采用稳定性假体,正确截骨及调整假体位置,髌骨内外侧软组织平衡,或加行Goldthwait-Roux术,可取得比较满意的疗效。

基于视频图像边缘检测的人体下肢运动步态

背景:步态规律主要应用人体行走的运动学、动力学等参数进行描述。目前在运动医学、康复工程和仿生学等领域,步态分析可为确定疾病诊断、康复和治疗方案提供重要依据。目的:应用基于人体运动图像的测量装置系统,采集人体在跑步机上行走的下肢运动步态视频,分析人体步态运动规律。方法:采用基于双摄影机的人体运动图像捕捉系统,在人体的左右髋关节、膝关节、踝关节及脚板设置标识点,对人体在跑步机上行走的下肢运动步态视频进行采集。应用图像边缘检测的原理,对测量数据进行了图像处理和分析,得到人体正常步速行走时,左右大腿与竖直方向夹角、小腿与竖直方向夹角、脚板与竖直方向夹角及膝关节、踝关节标识点的关节角度变化规律。结果与结论:基于视频图像边缘检测人体下肢的运动步态,成本相对低廉,数据误差较小,精度与进口设备较接近。应用该测量结果初步构建了人体步态行走数据库,为建立步态评定标准、异常步态判别以及进一步的康复治疗提供了依据。

肘关节骨折的三维影像重建

背景:肘关节的结构和功能复杂,对调节上肢的活动具有重要的作用。目的:评价不同影像学方法评价肘关节骨折的诊断作用。方法:分析肱骨内外髁骨折、肱骨髁上和髁间骨折、桡骨小头骨折和尺骨冠突骨折以及周围韧带、肌腱等软组织损伤的X射线影像评价、CT影像评价以及MRI影像评价的诊断作用,重点分析肘关节创伤常见的"恐怖三联征"的影像学评价。结果与结论:X射线可以清晰显示肘关节骨折的骨折线以及骨折断端移位情况,还能够显示肘后三角的位置关系。CT扫描对骨折的检测效果优于X射线,不仅能够显示无移位骨折、微小移位骨折以及关节腔内的微小骨折碎片,还能显示骨折的部位、范围、数目、大小、移位情况、粉碎情况等。MRI主要用于评价肘关节骨折时周围软组织的损伤。

一种基于二维云模型理论心电信号ST段的检测方法

背景:目前对于异常 ST 段的形态特征的评价体系,尚无精确数学化模型分类及识别标准,这阻碍了对某些心血管疾病进行计算机自动识别程序算法的进展。目的:找到一种符合医学诊断逻辑思维的心电信号 ST 段分析方法,为心电图 ST 段变化的实时分析提供新的思路。方法:针对采集的心电数据模糊性和随机性较大的特点,提出了一种基于两维云模型的心电信号 ST 段的检测方法,其对二维正态云发生器隶属度进行判断,并进行心电信号 ST 段的形态判定。结果与结论:利用 Matlab 对本算法进行仿真,并通过标准心电数据库(欧共体 CSE 数据库)中数据进行算法准确性验证,统计结果表明该算法 ST 段的识别率较高,对于大数据量的心电信号处理快捷有效,为 ST 段的准确分析提供了新的方法。

脊柱胸腰段结构变化断层切片与CT三维重建测量比较

背景:单纯CT三维重建数据难以完全保证手术过程安全,火棉胶包埋断层切片已广泛用于头颅、眼眶和膝等多部位解剖研究,国内外至今少有脊柱经改良火棉胶包埋后断层切片报道。目的:探讨断层切片和CT扫描后三维重建对胸腰段脊髓及脊神经走行过程中各结构的诊断价值。方法:40例胸腰段脊柱标本行螺旋CT薄扫后重建,用e-film软件观测相关解剖参数,同时经改良火棉胶包埋法行冠状、矢状和水平位薄层切片,用Amira4.1软件重建并测算对应指标。结果与结论:断层切片较CT二维图像更能详细直观观测胸腰段椎管、椎间管内伴行结构关系;断层切片和CT薄扫后重建在测量椎间管高度、宽度、椎管斜径及硬膜囊直径时差异有显著性意义,在测算椎弓根纵径、横径及椎间管长度时差异无显著性意义。说明:①由于CT软组织窗或骨窗窗宽、窗位和分辨率的影响,其二维图像在一定程度上难以精确辨认软组织结构,而断层切片却可直观观察脊髓、脊神经根及伴行血管或椎间管韧带分布。②断层切片重建对骨性及非骨性结构皆可清晰识别,更利于观测实际上有软组织贴附的椎管及椎间管各结构参数,而CT薄扫重建一般仅能准确观测骨性结构指标,但两法在观测骨性结构数据时基本一致。③CT和断层切片重建在观测靶结构随脊椎序数变化的演变过程时一致。