脑肿瘤三维可视化模型自动重建技术的开发及临床应用

目的:研究和开发一种基于头颅多模态核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的影像学数据,自动重建常见脑肿瘤及其周围重要结构的三维可视化模型,并验证其效能及临床适用性。方法:收集常见脑肿瘤头颅多模态核磁共振影像数据,并将其分为训练集、验证集和临床测试集。在训练及验证中,通过3D深度卷积神经网络的算法训练系统自动分割并重建出脑肿瘤及周围结构的能力;在临床测试集中分别用系统及人工手动的方法完成重建,比较本系统自动重建与手动重建之间的重建效率及图像质量。结果:在完成1例肿瘤及周围结构一体化模型重建的时间花费上面,系统用时由人工用时的(5 442±623) s减少至(657±78) s,差异有统计学意义(t=27.530,P=0.000)。且系统重建出的模型与原始影像学图像具有高度一致性(Dice系数为0.92),系统重建出的图像与人工重建的图像在质量方面并无明显差异。结论:基于多模态影像学数据,运用深度学习等算法对脑肿瘤及周围结构进行自动分割及全自动三维可视化重建,具有准确、高效、可靠的优点,对于脑肿瘤的诊断和手术计划的制定具有重要意义。

9例三维可视化模型规划输尿管狭窄腹腔镜手术分析

输尿管狭窄属于泌尿外科常见疾病,治疗以手术修复及重建为主,术前明确输尿管狭窄部位解剖关系常常是手术成功的关键。使用CT图像及逆行肾盂造影虽能大概定位狭窄位置,但仍无法了解狭窄部位周围解剖关系及异位血管情况,容易导致术中输尿管损伤、出血等并发症。本文对9例以三维可视化(3DV)模型术前规划指导输尿管狭窄腹腔镜手术患者的临床资料进行总结,旨在为该病的手术规划及诊疗提供参考。

三维模型可视化技术在隧道运维管理中的应用

随着城市交通网络的不断扩展,隧道作为连接城市各部分的重要基础设施,其运维管理面临着日益增长的压力。传统的隧道运维方法已经难以满足现代社会对安全、效率和可持续性的高要求。三维模型可视化技术的出现,为隧道运维管理带来了革命性的变革。通过将复杂的隧道结构和运维数据转化为直观的三维模型,这一技术不仅提高了运维人员的工作效率,还增强了决策的科学性和准确性,为隧道安全稳定运行提供了有力支持。

岩体结构三维可视化模型研究进展

三维可视化模型研究是当前数学地质、石油物探、化探、水电勘察、地质灾害勘察与治理等研究的前沿和热点 ,也是快速、及时地再现地质体三维信息及综合分析的有效途径。三维可视化模型技术在相关行业的发展状况和软件开发程度不一 ,岩土工程领域岩体结构三维软件的开发和利用水平远低于石油地质和石油物探 ,在国内开发大型岩体结构三维可视化和分析软件系统是必要的。

复杂边坡三维地质可视化和数值模型构建

复杂边坡三维地质可视化和数值模型的构建是岩土工程和水利水电工程中常常遇到的关键问题。三维地质可视化可以展示边坡结构面的空间组合,揭示边坡的宏观破坏模式;可视化模型与数值模型的结合和转换可以反映地质信息的仿真性和动态可修改性。基于AutoCAD平台,借助AutoLisp语言,采用滑动最小二乘法插值拟合,构建三维可视化模型,同时讨论可视化模型与数值模型的转入。优点在于结合了AutoCAD优越的图形编辑功能和ITASCA公司数值软件(FLAC3D和3DEC)的计算功能,并可根据地质信息的变化更新可视化模型和数值模型。该技术与三维可变形离散元法相结合,在白鹤滩水电站进水口高边坡三维可视化和应力变形分析中进行了应用。同时针对3DEC软件前后处理的不足,结合3DEC内嵌的FISH语言和AutoCAD的AutoLISP语言进行编程,探讨3DEC加锚方法、三维合位移等值线云图和塑性区可视化实现。

基于D0L系统的树木三维可视化模型研究

对树木的形态进行三维模拟 ,以D0L为基本算法 ,运用VC和OpenGL将抽象算法三维可视化 ,从而得到形象逼真的立体树木形态模型 ,并且利用该模型计算出树木的叶面积指数和光斑密度 .结果表明 ,运用D0L系统得到的模型具有一定的形态逼真性和运用价值 ,经扩充后还可用于植物理论生物学和实验观测生物学的仿真研究 .

由三维参数化模型生成工程图的自动调整技术

针对由三维参数化模型自动生成的工程图中视图布局较差,比例不合理,尺寸标注不整洁,线条繁杂,注释错误等缺点,根据企业给定的工程图模板及相应标准,研究了工程图模板创建与保存方法、三维模型驱动后工程图视图布局、比例、特征尺寸、焊接符号、零件序号的调整方法,以及部件图明细表的自动生成与调整方法。

人体三维可视化模型在超声影像学教学中的应用价值

超声影像学是医学影像学的重要组成部分,在人体疾病的诊断、治疗和随访中发挥着重要的作用,一直是医学影像学教学的重点和难点。随着计算机技术的不断发展,建立在中国可视化人体数据集基础上的人体三维可视化模型得到了不断完善,它有助于医学生和临床医师学习和掌握超声扫查方位及其相应图像上的人体解剖结构,为超声影像学的教学提供了一种新的方法,在超声影像学教学中具有重要作用。

铜坑矿锌多金属矿体三维可视化模型构建

构建矿体三维可视化模型对指导资源优化开采具重要意义。利用3DMine软件对铜坑矿锌多金属矿体钻孔勘探数据进行整理和分析,构建了矿山地表地形、矿体赋存状态及井巷工程布置等三维可视化模型。

眼球解剖学教学三维可视化模型的应用评价

眼球是全身最小、最精细的器官,其解剖学的复杂性是眼科学的学习难点。为了提高教学效果,我们设计了三维可视化模型进行眼球解剖学讲解,取得了良好的教学效果。

神经内镜经蝶手术三维可透视化模型的构建及术前规划作用的研究

目的:采用虚拟现实技术构建内镜经蝶手术三维可透视化模型,并探讨其在神经内镜下经蝶鞍区手术规划中的应用价值。方法:选取36例经MRI诊断为鞍区肿瘤的患者,术前收集薄层CT、MRI、MRA资料,采用Vitreafx影像学数据工作站构建蝶鞍区三维可透视化模型,观测解剖结构相关入路标志及与肿瘤的空间位置关系,模拟手术操作,并与神经内镜下实际手术过程进行对比。结果:所有患者建立的三维可透视化模型均显示出清晰的解剖定位标志,即蝶鞍区骨质、蝶窦间隔、颈内动脉隆突、视神经隆突、视神经、肿瘤等及与肿瘤毗邻关系;手术规划方案及手术入路成功制定,术前模拟与术中实际情况一致。结论:所建三维可透视化模型较真实,可为术者提供清晰的立体解剖信息,为手术前期的规划提供有效帮助;术前模拟手术入路方式,可减少实际术中风险,提高手术精确性和安全性。

基于EVS-Pro的西安三维水文地质结构可视化模型的构建

在系统收集并整理西安水文地质研究资料的基础上,利用先进的三维地质建模软件—环境可视化系统EVS-Pro,构建了西安三维水文地质结构可视化模型。所建模型可以展示西安三维水文地质结构体整体形态、单个含(弱透)水层的三维结构、任意位置的南北向剖面或东西向剖面及三维可视化栅栏图,从而清楚地显示模型内部的各个细节,更直观地展示西安地下水的赋存条件,为准确地评价、规划和管理西安地下水资源,防治因地下水过量开采引起的环境地质灾害奠定重要的水文地质基础。

锦屏水电站边坡三维可视化模型构建

节理岩质边坡三维可视化模型可以直观地表达边坡结构面的空间展布特征,揭示边坡的破坏模式,是岩土工程研究的前沿和热点课题。为了满足工程建设的需要,在前人对可视化研究的基础上,系统地提出了一套适合于复杂节理边坡三维可视化模型构建的方法。并用VisualC++语言编制成模型构建专用程序,利用OpenGL进行图形显示,做到了任意剖面的截取,并以锦屏水电站边坡为例进行验证,模拟效果良好。

基于区域性椭球面的三维GIS可视化模型

在椭球面数字地面模型 (DTM)的基础上 ,结合道路设计领域的特点 ,将空间实体划分为独立点状实体、线实体、紧贴于地面的面实体和体实体等类型 ,通过空间现象与椭球面DTM的叠加 ,首次提出了一种直接基于椭球面的三维GIS可视化模型 ,具体实现了道路、河流、湖泊、建筑物等实体模型 ,并进一步探讨了基于椭球面上测地坐标系统的三维可视化方法 ,从而真正实现了在一个统一的真三维坐标系中表达和处理空间现象 .

若尔盖铀矿田典型矿床三维可视化模型及成矿预测研究

矿床三维可视化模型能够直观的展示矿床地表和地下隐伏矿体的三维形态,方便研究各地质要素在深部的分布形态,为下一步工作设计提供依据。本文选区若尔盖铀矿田降扎矿床向阳西沟-中长沟地段在该区首次开展了三维建模工作,利用3Dmine软件,分别建立了地表、钻孔信息、断裂构造和矿体等三维实体,构建了三维可视化模型,并开展了断裂构造形态、矿体空间分布特征、矿体与断裂构造关系研究。在此基础上,开展了深部成矿预测工作,实现了深部铀矿体的精准定位和直观展示,为下一步钻探查证部署提供有利依据,也为该地区下一步三维建模工作积累了经验。

肝脏三维可视化模型虚拟手术在肝癌根治中的应用

目的探讨肝脏三维可视化模型虚拟手术在肝癌根治中的应用方法与效果。方法选择108例肝癌患者,随机分为两组,各54例。对照组采用传统开腹根治手术治疗,观察组在肝脏三维可视模型虚拟手术基础上行开腹根治术治疗。对比两组各项围手术期指标,统计两组术后7 d内的并发症发生率,检测两组术前1 d和术后1个月的谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST);随访1年,统计两组生存率和疾病复发率。结果所有患者顺利完成手术,观察组围手术期各指标均显著优于对照组(P <0.05)。术后7 d,观察组感染、高热、肝衰竭、腹水及消化道出血等并发症发生率为7.41%,显著低于对照组的24.07%(P <0.05)。术后1个月,两组ALT、AST水平均显著升高,但观察组低于对照组(P <0.05)。随访1年,两组生存率和疾病复发率比较无显著差异(P> 0.05)。结论肝脏三维可视化模型虚拟手术可提高开腹手术的准确性,减轻对肝功能的损伤,减少并发症的发生,有利于患者的康复。

人脑三维可视化模型在解剖学教学中的应用

脑是人体中结构和功能最复杂的器官,一直是传统解剖学教学中的难点,利用计算机技术建立人脑三维可视化模型并将其应用于教学中,能够三维动态展示脑表面和脑内结构的空间位置关系,能将抽象的概念形象化表达,有利于提高教学质量,激发学生的学习兴趣。

缝洞型油藏三维可视化模型底水驱油水界面特征研究

缝洞型碳酸盐岩油藏以溶洞和裂缝为主要储集空间,具有较强的非均质性。为了真实反映缝洞型油藏底水驱过程中油水界面特征,以塔河油田S48缝洞单元为基础,设计并制作缝洞型油藏三维可视化物理模型进行底水驱室内实验,对缝洞单元宏观油水界面特征、缝洞组合油水界面特征、底水锥进油水界面特征、填充物对油水界面特征的影响等进行定性和定量分析。研究结果表明:缝洞单元内,宏观油水界面高度差加剧了油藏内部流场的不均匀分布。水体垂直进入上部溶洞时,实际水体凸起高度大于静止状态下的水体凸起高度,我们将这种现象定义为"泉眼效应"。缝洞组合中,缝洞油水界面受润湿性、弯曲液面附加压力、连通性的影响,存在高度差,油水界面无因次高度差与裂缝采收率之间存在负相关性;盲端洞中油水界面呈凸液面,底水可抬升油水液面高度和油水凸液面凸起高度。溶洞井和裂缝井底部发生底水锥进时,油水界面特征不同,裂缝井井底锥进现象比溶洞井井底锥进现象更为明显。受填充物润湿性影响,油水界面在填充区域上升较快,易形成窜流通道,局部没有统一的油水界面,填充物所在区域流体呈现渗流特征。室内研究结果可为缝洞型碳酸盐岩油藏矿场底水驱开发方案设计及剩余油挖潜提供参考。

三维可视化模型指导中央区镰旁脑膜瘤手术的研究

目的探讨三维可视化模型指导显微手术切除中央区镰旁脑膜瘤的效果。方法回顾性分析2015年1月至2018年1月在三维可视化模型指导下,显微手术切除的20例中央区镰旁脑膜瘤患者的临床资料。结果在三维可视化模型下,所有患者的肿瘤与颅内重要静脉的关系均能清晰显示;术中所见与术前检查结果相符合,术中对重要静脉的保护完全。20例患者的中央区镰旁脑膜瘤均SimpsonⅠ级切除。术后3例患者出现一过性肢体肌力下降,后恢复;无死亡病例。随访6～42个月未见肿瘤复发。结论三维可视化模型可清晰显示大脑镰旁脑膜瘤与周围静脉的关系。采用三维可视化模型制订个体化手术入路,有利于肿瘤的全切,避免或减少重要引流静脉的损伤,减少并发症及改善患者的预后。

基于CityEngine CGA规则建模在城市不同尺度场景的三维可视化应用

为了能更好地解决在城市规划、智慧城市规划、交通规划等过程中的问题。文章通过ArcGIS对地理信息数据等多源数据的分析、处理和CityEngine CGA规则建模,旨在利用快速、批量创建城市不同尺度场景的三维模型来丰富辅助决策的技术手段,助力城市的高质量发展和精细化治理。