三维图像测量青少年颈椎钩突的形态特征

背景:钩突作为钩椎关节重要组成部分之一,其形态直接影响着颈椎的稳定性和发病率。目的:通过影像学扫描和三维重建分析青少年颈椎钩突的形态特征及发育规律。方法:选择无外伤、无神经症状和体征的6～20岁青少年66名,行多排螺旋CT薄层扫描(0.625～1.25mm),范围C1～T1,将原始数据以DICOM格式导入三维重建软件进行相关指标测量,并按性别、年龄分组进行统计分析。结果与结论:青少年钩突基底长、宽和钩突高、间距从C1～C7均呈递增趋势,且随年龄增长也逐渐递增,但上述所有指标在左右侧别和性别方面差异无显著性意义。钩突倾角在各年龄段中均无明显规律,但变异度较大。表明利用影像资料的三维重建可反映出青少年颈椎钩突随年龄变化的规律及发育特征,为颈椎病的诊断与临床应用提供详实理论依据。

64层CT造影断层图像虚拟技术和CT仿真结肠镜的临床应用

背景:虚拟内窥镜能够充分显示结肠的解剖形态以及病变部位,并从狭窄、梗阻处两端观察肠腔的解剖和病变。结合三维图像还可了解肠壁以及腔外的情况,更有利于肿瘤的定性以及分期诊断。目的:探讨64层CT造影断层图像虚拟技术和64层螺旋CT三维成像与仿真内镜在结肠肿瘤诊断中的应用价值。方法:应用Philips/Brilliance 64 CT对10例术后病理标本证实的结肠癌(8例)和结肠息肉(2例)进行容积扫描。Mimics软件用Marching Cubes算法对肠管进行面绘制及用虚拟内镜法重建三维图像及基于CT造影二维图像对大肠及周围结构等各种组织进行三维重建,并与Brilliance workspace工作站三维成像和仿真内镜结果相比较。结果与结论:10例三维成像效果良好,虚拟内镜与CT仿真内镜显示基本一致。虚拟结肠镜结合多结构数字模型重建可以提供更多信息,有助于病变的准确定位,能准确反映其复杂的解剖结构及空间毗邻关系。说明64层CT造影断层图像虚拟技术能达到与CT仿真内镜结合三维成像同样的敏感性和特异性,加上各种组织三维重建技术可以提供较仿真内镜更丰富的信息。

医学图像的三维重建及基于VTK的实现和应用

背景:VTK是一个免费的图像三维重建和处理的专业开发平台,其功能强大,源代码开放,用户可以根据自己的需求灵活的定制和开发。目的:介绍图像三维可视化中常用的面绘制和体绘制两类可视化技术的原理,以及其典型的Marching Cubes和Ray Casting三维重建算法,并对重建的三维医学图像的应用和扩展进行了探讨。方法:基于免费的VTK可视化开发包平台和Visual C++6.0IDE开发工具,使用C++语言,采用真实人体CT数据集,实现CT图像的三维重建和应用扩展。结果与结论:基于VTK平台,采用面绘制和体绘制不同绘制原理实现了医学图像的三维可视化。重建得到的三维医学图像,显示效果清晰直观,并且可以配合进行三维医学图像的测量、虚拟切割等操作,取得了较好的效果。

基于加权压缩感知的MR图像重建方法

背景:压缩感知理论已广泛应用于MR图像的快速重建中。在对K空间数据进行随机欠采样后,通过非线性优化算法求解带约束的范数最小化问题,可恢复出在变换域具有稀疏性的MR图像。目的:为了增强图像在变换域中的稀疏性,改善MR图像重建质量,提出了对待重建图像的稀疏表示进行加权的方法。方法:采用非线性共轭梯度下降算法求解该加权范数最小化问题,在迭代过程中,根据所求取的图像稀疏表示来更新权值矩阵,增强MR图像的稀疏性。结果与结论:通过比较带加权矩阵和不带加权矩阵的压缩感知图像重建方法,结果表明带加权矩阵改进的算法提高了图像重建能力。

电针刺激脊髓损伤患者穴位的脊髓磁共振功能成像激活区特征

背景:研究发现脊髓功能激活区域和电生理等理论对应区域相一致,多数学者认为使用功能磁共振技术检测脊髓神经功能是可行的。目的:检测电针刺激脊髓损伤患者的脊髓磁共振功能成像激活区特征,验证使用脊髓磁共振功能成像技术来客观评价针灸治疗脊髓损伤疗效的可行性。方法:使用电针同时刺激3例脊髓损伤患者和5名健康志愿者的右手合谷穴和曲池穴,采用组块设计方法,使用SPM2软件得到患者和健康志愿者脊髓内真实的激活区,分析激活区在矢状位和横断位上的分布特征,并与健康志愿者的激活分布对比,找出患者的激活分布差异。结果与结论:5名健康志愿者在脊柱C2、C5段均重复出现激活信号,在C6段4名出现激活;3例脊髓损伤患者在脊柱C2,C6段均出现均重复出现激活,其中1例患者与健康志愿者激活分布特征基本一致。可以观察到针灸刺激脊髓损伤患者的脊髓功能激活,因此可以根据功能激活区的分布及强度,在一定程度上客观评价针灸治疗脊髓损伤的疗效。

螺旋CT扫描与多模式三维重建在腰椎间盘突出症诊治中的应用

背景:螺旋CT扫描与多模式三维重建在治疗腰椎间盘突出中有术前定位、术中指导手术和术后复查等作用。目的:评价螺旋CT扫描与多模式三维重建在腰椎间盘突出中的应用,寻找合理的治疗方法。方法:以"腰椎间盘突出症,螺旋CT,三维重建"为中文关键词,"Lumbar disc herniation,Spiral,Three dimensional reconstruction"为英文关键词,采用计算机检索PubMed数据库与万方数据库1998-01/2010-12相关文章。纳入与有螺旋CT扫描技术及其后处理的各种数据对腰椎间盘突出症的进行诊断和治疗相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以36篇文献为主重点进行讨论。结果与结论:目前国内外学者多应用螺旋CT扫描技术及其后处理的多模式三维重建对腰椎间盘突出症的诊断,现已有部分学者把螺旋CT扫描技术及其后处理的各种数据应用在腰椎间盘突出症的治疗上,取得了比较理想的效果。利用多层螺旋CT配合多层面重组技术能更加准确显示腰椎间盘突出的直接征象与间接征象,提高椎间盘突出诊断率,并能与其他引起腰腿痛的疾病相鉴别;引入手术时还有定位、引导和复查等作用。提示科学合理的综合运用螺旋CT扫描技术及其后处理的各种三维重建数据对腰椎间盘突出症进行诊断和治疗是末来的发展方向之一。

光学相干层析成像技术对光滑面早期牙釉质人工龋的定量检测

背景:光学相干层析成像技术是一种高分辨率、非创伤性成像技术,它能够利用近红外光产生牙体组织的深度解析图像,并通过检测背向散射信号来对龋损进行定量检测。目的:通过与偏振光显微镜的对比,验证光学相干层析成像技术对光滑面早期釉质龋的成像能力及对龋损深度定量检测的准确性。方法:以6岁龄牛下切牙为样本,采用pH循环法建立光滑面早期龋人工模型,分别应用全光纤光学相干层析成像技术和偏振光显微镜进行检测,比较两种方法获得龋损图像和深度值,进行方差分析和相关性分析。结果与结论:光学相干层析成像系统能够清晰成像光滑面早期龋,表层下脱矿区域信号显著增强,并且测得的脱矿深度值与偏振光显微镜结果一致,即该系统对深度的测量具有较高的准确性,可用于对早期龋纵深进展的评估。光学相干层析成像技术测得的人工龋模型开窗区的深度值与脱矿时间无相关性(P>0.05)。计算开窗区平均深度值与开窗区外平均深度值的差值即深度变化值(△D),则△D与脱矿时间呈正相关(r=0.954,P<0.05)。结果提示了这种无创、高分辨率的光学成像技术在早期龋的定量研究和临床诊断方面具有广阔的应用前景。

股骨颈角度的测量与应用

目的:评价不同股骨颈前倾角测量方法,寻找适合临床应用的股骨颈前倾角测量方法。方法:以"股骨颈前倾角,影像学,测量,临床应用"为中文关键词,"femoral neck anteversion,imaging,measurement,clinical applications"为英文关键词,采用计算机检索1995-01/2010-06相关文章。纳入与有关股骨颈前倾角测量方法的研究及应用相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。结果:髋关节疾病的治疗需要测量股骨颈前倾角角度及股骨颈与髋臼各径线的相关性。目前国内外学者多应用解剖法、X射线测量法、CT二维及三维测量法。X射线测量法与CT二维测量法仅能观察和测量一个方向或一个平面的股骨颈前倾角,对其他方向的角度难以测量;CT三维测量法可多方向测量多个角度,可以满足临床需要多方向角度,同时可测量髋臼的各径线,以供手术应用。结论:多种股骨颈前倾角角度测量方法可应用于临床,目前以CT三维测量法最广泛。

基于VTK磁共振波谱多体素空间位置的配准

背景:磁共振波谱因其非侵入性和无创性,目前已被广泛应用于生物医学研究和临床应用,尤其是对脑肿瘤的诊断和治疗具有重要的参考意义。目的:对磁共振波谱多体素进行空间位置配准,可以帮助医生更精确地定位大脑中的病变组织。方法:利用可视化开发工具包VTK,对磁共振波谱多体素和二维医学图像进行三维重建,得到多体素、多体素中单个体素和图像在空间的相对位置。结果与结论:实验基于VTK,实现了对磁共振波谱多体素的空间位置配准。

基于功能CT成像对比剂团注方法的优化与仿真

背景:功能CT技术的出现使得在传统CT设备上实现同时同台的形态及功能成像成为了可能。目的:从对比剂团注方法着手,寻找一种在临床上比较合理的最优化功能CT成像的方法。方法:利用计算机仿真技术对从医院临床上得到的功能CT图像数据集进行仿真实验,研究对比剂的团注方法,单脉冲和多脉冲团注法与功能成像之间的关系,对仿真结果进行统计误差分析,从而找出在临床上可实用的最佳的对比剂团注方法。结果与结论:使用对脉冲团注对比剂比使用单脉冲团注对比剂对减低血流参数,毛细血管表面渗透参数和平均通过时间参数的不确定性有帮助;实验结果显示,多脉冲团注主要是双脉冲和三脉冲团注,其中使用双脉冲团注,相对参照值,血流参数和毛细血管表面渗透参数分别得到了36.9%和30.0%的改善,使用三脉冲团注相对双脉冲团注在个别生理参数上有一定程度的改善,但是其改善不是特别的明显。因此在临床实践中,使用双脉冲团注即可。

以3DMAX软件建立Mini-SG附着体三维实体模型

背景:Mini-SG附着体是一种冠外精密附着体,具有固位作用强,稳定性好,美观舒适,保护基牙等优点。但在常规CT三维建模中,由于其结构精密细小,很难建立精确的附着体模型,虽然利用Micro-CT可达到1μm的精度,但建模工作量庞大,费时费力,更造成了检测对象的X射线辐射。目的:建立Mini-SG附着体三维实体模型。方法:通过网络查询结合游标卡尺测量获得Mini-SG附着体阳性部件与阴性部件的实际精确尺寸数据,利用3DMAX软件处理,在计算机中还原并建立三维实体模型。结果与结论:通过测量以及现有的Mini-SG附着体精确数据,利用3DMAX软件建模功能,巧妙运用布尔运算可以进行精确Mini-SG附着体实体模型的建立,结合3DMAX软件强大的渲染功能,形象地体现了Mini-SG附着体的三维实体模型。以此类推,只要能够获得附着体,种植体等口腔修复体的精确数据,就可以通过3DMAX软件的建模功能和渲染功能建立精确完整的实体模型。

移位股骨颈头下骨折模拟C臂X射线机观察闭合复位的真实精确性

背景:采用牵引床C臂X射线机下闭合复位、内固定治疗股骨颈头下骨折,可能有一定的误差。目的:模拟C臂X射线机下闭合复位透视分析骨折闭合复位的真实精确性。方法:直视下完全复位人工骨股骨颈头下骨折标本,使用克氏针固定。在股骨颈外侧,两个断端处分别使用克氏针打入,作为金属标志物。保持股骨颈标本、C臂X射线机位置不动,随后将股骨头分别顺时针、逆时针旋转15°,30°,再分别使用C臂机透视标准股骨颈正侧位,使用图像采集电脑工作站,采集图像。结果与结论:在股骨颈顺时针旋转15°、逆时针旋转15°时,股骨颈头下骨折两端皮质在正侧位透视下的移位差异无显著性意义,都有1mm左右移位。在股骨颈顺时针旋转30°、逆时针旋转30°时,股骨颈两端皮质在正侧位透视下的移位差异无显著性意义,都有2mm左右移位。表明使用C臂X射线机观察移位的股骨颈头下骨折,满足Garden指数复位要求,但不能判断出股骨头有无旋转,治疗移位的股骨颈头下骨折要切开复位。