MRI、CT三维重建肝脏管道系统的灌注和铸型的建模

目的:建立MRI、CT三维重建肝脏管道系统的灌注和铸型的模型,研究灌注管道肝脏的薄层CT、MRI扫描. 方法:取肝门部保留完好的完整肝脏,经预处理后,分别以不同配方的灌注材料对各管道灌注,再经固定和铸型,置于模拟腹腔模具内,在接近肝脏的解剖位置状态下,行CT、MRI薄层扫描,所得图像和数据进行肝脏管道结构的三维重建. 结果:肝脏标本灌注、铸型方法科学,灌注材料不影响标本的扫描.肝脏标本CT扫描的层面管道结构清晰,三维重建,各管道的立体感强,在标本扫描的中间部位,分别可见肝右肝中和肝左静脉,左右肝段的门静脉分支. 结论:肝脏管道系统的灌注和铸型是研究肝脏管适结构的较理想的方法.

适用于CT薄层扫描和三维重建肝脏管道系统的灌注和铸型的建模研究

目的 :为系统研究肝脏的管道结构 ,建立适于薄层CT扫描和三维重建的肝脏标本管道系统灌注和铸型的方法 .方法 :肝门部保留完好的完整 1 4个肝脏 ,经预处理后 ,分别以含两种不同浓度的显影物质的灌注材料对各管道灌注 .灌注完好的肝脏标本经固定和铸型 ,置于模拟腹腔模具内 ,行CT薄层扫描 ,以最大密度投影法 (MIP)、表面覆盖显示法(SSD)进行肝脏管道结构的三维重建 .比较各管道的显影和三维成像情况 .结果 :肝脏标本预处理和灌注顺利 ,细小管道灌注充分 .肝脏标本CT扫描的层面管道结构清晰 ,在标本扫描的中间部位 ,门腔静脉 肝右 肝中和肝左静脉 ,左 右肝段的门静脉分支清晰可见 .三维重建各管道分支明确 ,立体感强 .结论 :肝脏管道系统灌注和铸型操作简单 ,适于肝脏薄层CT扫描和管道系统三维重建研究 ,是研究肝脏管道结构的较理想的方法 .

应用放射造影术进行肝脏数字化及其管道三维重建的研究及意义

目的探索应用放射造影术进行数字化虚拟肝脏及其管道三维可视化重建研究。方法采用4例新鲜肝脏标本进行聚乙烯醇-氧化铋造影填充剂管道灌注,经64层螺旋CT无间断连续扫描后,获得肝脏断层图像数据集加以数字化处理,利用Mimics10.01、3D-Doctor、Amkira4.1等电脑软件,构建数字化虚拟肝脏模型及其管道三维可视化重建,并对其各管道进行图像质量评估。结果①4例标本灌注全部满意,管道连续、饱满圆滑、无伪影,构建的数字化肝脏可视模型,其形态逼真,能随意旋转、放大和缩小;肝内管道系统的空间结构与外形的三维关系显示清晰,将肝脏外形与内部管道透明成像显示,可进行虚拟肝切实验;②肝内管道显影清晰,肝静脉显示级数为11.7±0.81,门静脉显示级数为11.8±0.76,胆管显示级数为10.1±0.98,肝动脉显示级数为10.2±0.98;管道三维重建图像质量平均优秀率依次为:96.21%、97.05%、97.63%、97.82%;肝内管道图像平均优秀率为97.18%。结论应用放射造影术,结合螺旋CT扫描可获得精确完整的肝脏数据资料,构建出理想的数字化虚拟肝脏及管道模型,图像质量高、空间立体感强烈,可进行临床术前虚拟肝切实验及数字化网络教学应用。

基于三维激光扫描技术的室内场景及管道系统的模型重建

研究利用三维激光扫描技术进行室内场景及管道系统的模型重建方法,使用Z+F 5006H三维激光扫描仪对室内场景及管道系统进行点云数据采集,对采集的点云数据进行高精度拼接和自动特征提取,根据提取的特征进行室内场景及管道系统的三维建模。研究结果表明:使用三维激光扫描技术对室内场景及管道系统的三维建模,精度较高、可视化效果较好。能够满足工程施工与设计的精度要求,为室内管道工程的改扩建提高较为珍贵的参考数据。

基于64排螺旋CT扫描数据的肝脏图像分割和三维重建

目的研究肝脏CT扫描图像中肝脏和肝内血管管道的分割方法及3D肝脏应用于肝脏虚拟手术的可行性及实用性。方法利用正常人肝脏64排螺旋CT薄层扫描数据集,采集二维图像数据,利用图像处理软件Photoshop和MIMICS软件对二维图像数据进行肝脏及其肝内管道的图像分割和三维可视化重建,并对3D肝脏及其内部血管管道的效果进行评价。结果肝脏的64排螺旋CT薄层扫描数据集:共获得658层CT扫描图像。分割后的肝脏边界清晰,肝内管道数据无丢失。分割后图像连续观察肝脏连续性好,无中断现象。重建的肝脏轮廓能真实反映肝脏的实际体积,具有肝脏的解剖标志,重建的管道结构清晰,管道连续、自然。通过调节肝脏的透明度可同时显示肝脏和肝内的动脉、静脉和门静脉各分支。结论利用Photoshop图像处理软件对不同扫描时相的图像进行分割,方法简单实用,分割效果理想,重建时采用二次域值设置可分别将肝脏和肝脏内部管道系统重建,重建后的肝脏模型三维效果逼真,立体感强,既能够显示肝内各主要管道系统的空间位置关系,又能准确地反映肝脏轮廓体积,为虚拟手术奠定了准确逼真的3D肝脏模型。

斑马鱼肝脏三维结构虚拟系统的建立

目的建立斑马鱼肝脏三维结构虚拟系统，为斑马鱼作为模式生物的应用研究奠定形态学基础。方法通过制作大量的组织切片，采用光镜及电镜方法观察成年斑马鱼肝脏的组织构造，并收集斑马鱼肝脏形态结构图像，然后运用计算机图像处理软件对斑马鱼肝脏的外形进行三维重建。结果建立了斑马鱼肝脏三维结构虚拟系统软件。结论初步实现斑马鱼肝脏三维结构的重建。

海底管道检测与三维点云重建算法

随着海底油气管道的铺设规模越来越大,为防止管道油气泄漏而导致人员伤亡和财产损失,海底管道的日常巡检尤为重要。提出一种基于多波束点云的海底管道检测与三维重建算法,利用高频多波束声纳对水下管道进行成像,对声纳图像采用经典边缘检测算法检测管道边缘,得到相应的点云数据,将点云数据拼接成一组完整的空间点云集合,对点云集合进行三维重建。通过水池试验结果证明,提出的算法流程能够有效地实现水下管道的检测与三维重建,具有较好的工程应用前景。

肝脏管道系统灌注后薄层CT扫描和三维重建的研究

目的 建立肝脏管道系统灌注和铸型的模型 ,研究肝脏管道系统灌注后CT薄层扫描图像三维重建成像方法。方法 肝门部保留完好的完整肝脏 ,经预处理后 ,分别以不同配方的灌注材料和显影物质对管道灌注、固定和铸型。肝脏标本置于模拟腹腔模具内行CT薄层扫描 ,以最大密度投影法 (MIP)、表面覆盖显示法 (SSD)和电脑处理法进行肝脏管道结构的三维重建。结果 14个肝脏标本的管道系统灌注和铸型 ,所有管道显示良好。 9个肝脏标本薄层CT扫描层厚 1 0mm ,共计2 5 14张 ,平均 2 79张。 5个肝脏标本薄层CT扫描层厚 3 0mm ,共计 5 12张 ,平均 10 2张。MIP三维重建图像肝内肝静脉系统和门静脉系统清晰。SSD三维重建图像显示很强的立体感。电脑处理法建立肝实质和肝静脉系统三维图像。通过不同层面的旋转 ,可获得肝实质和肝静脉系统各种形态的立体图像。结论 肝脏管道系统灌注和铸型标是实用的 ,MIP、SSD和电脑处理法的三维重建图像清晰 ,是研究肝脏管道结构较理想的方法。

CT三维重建及模拟手术系统在小儿肝脏外科中的应用

小儿肝胆疾病在属于亚洲东方人的我国非常常见，其发病率远远高于欧美国家。原发性肝脏肿瘤占小儿肿瘤的0．5％～20％，为小儿肿瘤的第10位。其中2／3为恶性肿瘤[1-3]。小儿原发性肝脏肿瘤类型较多，其中良性肿瘤约占全体40％，主要以血管瘤、肝脏错构瘤、肝细胞腺瘤等为主。恶性肿瘤约占60％，最为常见的是肝母细胞瘤和肝细胞肝癌等。小儿肝脏肿瘤临床表现为瘤体巨大、病理种类繁多、部位复杂、不同年龄病儿的体重、肝脏容积差别巨大等特点，相较成人处理更为疑难。目前，肝脏肿瘤的手术方案主要是依赖超声、CT及MRI等影像资料的结果。近年，科技不断进步与创新，影像学设备不断更新，如何最大化利用影像资料所提供的信息，成为医务研发人员的一个新的挑战点。医学研究的不断深入，在三维成像的基础上发展起来的术前肝脏计算机手术模拟系统使这类手术更为精准。现将小儿肝脏外科中CT三维重建及模拟手术的临床应用总结分析如下。

管道骨骼线三维重建在肝脏可视化中的应用

目的研究三维重建数字化虚拟肝脏的方法。方法将肝脏管道灌注后的肝脏标本进行螺旋CT扫描，获取CT扫描连续图像数据集。然后使用面绘制移动立方体（MC）算法重建肝脏及其内部管道结构表面模型，并对模型进行平滑和简化。确定出管道树上的关键节点，并使用改进的种子生长法生成管道树。将生成管道的表面模型和管道树相结合实现交互式分析。结果肝脏管道灌注和铸型良好，螺旋CT扫描获取连续肝脏断面图像数据集242张。基于骨骼线提取的肝脏管道结构i维重建肝脏模型形态逼真，交互性强。通过设定各结构的透明度和颜色能单独或组合显示肝脏、肝静脉和下腔静脉、门静脉、胆囊，并可通过旋转、放大、缩小模型观察各结构。结论基于肝脏管道骨骼线的方法进行肝脏及其管道系统三维重建可视化肝脏，生成肝脏和内部管道系统，立体空间感强，交互性好。

虚拟中国人女性一号肝脏图像三维重建和虚拟手术的切割

目的研究数字化虚拟肝脏三维重建及虚拟肝脏手术的切割。方法采用数字化虚拟中国人女性一号(VirtualChineseHumanFemaleNo.1VCHF1)数据集中所有包含肝脏的连续图像,首先对组织切片图像进行配准后从中分割提取出肝实质、肝静脉、胆管、胆囊等组织的图像信息,然后应用可视化工具包(VisualizationToolkit,VTK)三维重建,建立肝脏表面及内部结构的三维形态模型,并开发一个基于PC机和Windows平台的肝脏三维可视化演示系统。结果在肝脏三维可视化演示系统中,肝脏实体立体感强,可以通过设定肝脏及其管道系统的透明度,以及对模型的放大、缩小和上下左右不同方向的旋转,来观察肝脏及管道结构的立体形态。并可以按任意角度对虚拟的肝脏进行切割和观察切割面结构。结论利用VCHF1数据集中肝脏图像,在VTK基础上开发的基于PC机和Windows平台的肝脏三维可视化演示系统基本达到了比较满意的程度,为今后数字化虚拟肝脏及虚拟各种肝脏手术的研究做了积极探索。

肝脏外科手术虚拟系统的建立与初步应用

目的开发建立肝脏外科手术虚拟系统，以便术前科学、合理地制订手术方案，降低手术风险，完成精确手术。方法应用肝脏外科手术虚拟系统进行术前模拟，实现肝脏的精确分割、测量，测定各静脉的回流区域；直观显示肝内脉管的分布及变异情况；模拟肝脏外科多种手术方式，选择合理的手术方案。结果肝脏虚拟手术系统可对肝脏的分割、肝静脉的回流、脉管的吻合，尾状叶的处理等情况进行科学、准确的个性化分析；可模拟肝外科多种手术方式及其结果，有助于确定合理的手术方案，降低手术风险。结论肝脏虚拟手术系统有助于揭示个体肝脏的解剖特点，确定合理的手术方式，降低了手术风险，保证手术安全。

肝脏影像解读分析系统在精准肝切除手术规划中的应用

目的探讨肝脏影像解读分析系统在精准肝切除手术规划中的意义。方法回顾性分析我院2012年1月1日至2013年6月30日期间完成的95例精准肝切除患者的临床资料,术前均经肝脏影像解读分析系统进行三维定量分析及模拟手术设计。结果 95例患者经肝脏CT影像解读分析系统重建,得到了清晰的肝脏、肿瘤和肝内脉管系统的三维图像并可任意角度旋转观看,可以显示距肿瘤2 mm、5 mm、10 mm、20 mm等不同肿瘤切缘时可能累及并需切除的主要血管及该血管支配的肝脏区域体积。全肝体积为(1 776.4±998.5)cm3,拟切除肝体积为(1 026.2±811.5)cm3,肿瘤体积为(589.3±496.8)cm3,功能性残余肝脏体积为(795.3±522.6)cm3。功能性残余肝脏体积与标准化全肝体积的比值为(58.2±25.1)%,其中无肝硬变患者其比值均>30%,肝硬变患者其比值均>40%。本组95例均实施精准肝脏切除手术操作,根据残余肝体积量、功能等因素综合考虑手术方案,其中9例缩小了切除范围,4例扩大了切除范围,无围手术期死亡病例。结论肝脏影像解读分析系统可精确定位肝脏肿瘤,计算残余的功能性肝脏体积,明确肿瘤邻近的血管解剖关系,最终辅助设计最优化的手术方案。

虚拟肝脏外科的临床应用进展

虚拟肝脏技术借助计算机平台，利用动态三维立体图像取代传统的医学二维图像，能直观、清晰、任意角度地显示肝脏的解剖结构及肝内管道系统的走行、肝脏病灶的位置及其与肝脏血管的空间毗邻关系，提供全方位的肝脏立体信息，并在计算机中构建虚拟的肝脏外科治疗环境。目前虚拟肝脏技术已应用于肝脏外科的诸多领域，如肝切除术、活体肝移植、肝脏体积测量、虚拟肝脏解剖教学、手术仿真训练等方面。本文主要介绍当前虚拟肝脏技术在肝脏外科临床工作中的应用进展。