三维超声虚拟器官计算机辅助分析技术监测胎儿小脑体积

目的观察三维超声虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)技术监测胎儿小脑体积的可行性。方法选取18~32周孕妇450名(单胎妊娠),按孕周将胎儿分为15组,每个孕周30胎。以经腹二维超声测量胎儿小脑横径、经腹三维超声VOCAL技术监测胎儿小脑体积,采用Pearson相关分析观察小脑体积与孕周及小脑横径的相关性,并建立拟合回归方程。结果胎儿小脑横径、小脑体积符合正态分布,随孕周增加有逐渐增大趋势。Pearson相关分析结果显示,胎儿小脑体积与孕周呈正相关(r=0.93,P<0.01),曲线拟合回归方程为Y(小脑体积)=13.90-1.57X(孕周)+0.05X2(R2=0.91,P<0.05),并与小脑横径呈正相关(r=0.94,P<0.01),曲线拟合回归方程为Y(小脑体积)=0.63-0.12X(小脑横径)+0.01X2(R2=0.90,P<0.05)。结论三维超声VOCAL技术可监测胎儿小脑体积;胎儿小脑体积与孕周及小脑横径呈正相关。

基于虚拟器官的手术计划系统类产品注册中关键问题的研究

基于虚拟器官的手术计划系统类产品正异军突起,为保证产品安全有效,国家对医疗器械产品实行严格的市场准入制度,新产品必须取得国家医疗器械产品注册证后方可销售和使用。因此对数字化虚拟器官及手术计划系统类医疗器械产品,注册过程中的技术标准制定、风险分析、临床试用等环节进行必要的研究阐述。

空间-时间相关成像技术 虚拟器官计算机辅助分析联合3D超声评估孕前糖尿病孕妇胎儿心功能和心腔容积的价值

目的 探讨空间-时间相关成像技术(STIC)、虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)联合3D超声评估孕前糖尿病孕妇胎儿心功能和心腔容积的价值。方法 纳入2019年1月1日—2021年8月16日丽水市人民医院86例孕前糖尿病孕妇和86例具可比性的健康孕妇进行研究,通过STIC、VOCAL联合3D超声对胎儿心功能和心腔容积进行评估,比较两组患者各参数差异。结果 观察组糖化血红蛋白水平为(8.16±1.93)%。观察组初次妊娠年龄为(29.44±2.71)岁,显著高于对照组的(27.63±3.54)岁,差异有统计学意义(t=-3.782,P<0.05)。两组年龄、分娩次数、孕周、体质量、胎儿体质量、胎心率比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。观察组胎儿左心房容积为(0.63±0.08)ml,明显低于对照组的(0.67±0.09)ml,差异有统计学意义(P<0.05)。两组胎儿右心房容积、左心室舒张容积、左心室收缩容积、右心室舒张容积、右心室收缩容积、左心室射血分数、右心室射血分数、左心室心输出量、右心室心输出量、总心输出量比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。母亲糖化血红蛋白水平与胎儿心功能参数均缺乏线性相关关系(均P>0.05)。结论 两组胎儿左心房容积有显著差异,可能与左心房功能障碍和/或左心房顺应性有关,反映了心脏功能障碍的早期阶段,STIC、VOCAL联合3D超声评估胎儿心功能障碍高危人群有良好的应用价值。

数字化虚拟人体器官的研究进展

数字化虚拟人体器官已成为医学领域中最活跃的研究课题之一,在病情诊断和医学教学中具有广阔的应用前景。本文重点从人体的头颈部、胸部、腹部及神经系统4个方面回顾数字化虚拟的国内外研究现状,并对发展前景做出展望。数字化虚拟人体器官研究有助于提高人类对自身的认识,促进现代医学发展,并为医学研究和临床应用提供技术支撑。

基于自由曲面和L-system的红掌生长模型

针对红掌花卉生长可视化中参数难以确定的问题进行研究,提出推导控制点的方法,建立红掌器官模型:采用Bezier曲线结合扫描成型的方法来构造叶柄模型,采用双三次NURBS曲线对佛焰苞进行建模;运用红掌的相关表型数据拟合生长函数,提出基于红掌生长规律的微分L-system,可有效模拟红掌的拓扑结构和生长过程;通过虚拟器官表示红掌器官的几何属性,降低微分L-system的复杂度。试验验证提出的方法对红掌各项生长指标拟合度可达0.89以上,并可对每个生长阶段的红掌进行模拟,能有效地对红掌的生长过程进行建模。

虚拟现实技术在手术方面的应用

虚拟现实技术在社会中的应用占有很重要的地位,在虚拟技术的概念和特征基础上,介绍了其在医学手术中的应用,主要以虚拟内窥镜、机器人辅助手术、虚拟器官等相关辅助手段为依据对我国虚拟手术作了探讨和临床应用的概述。

经阴道三维能量多普勒超声对早期宫内妊娠黄体的临床研究

目的探究经阴道三维能量多普勒超声对早期宫内妊娠黄体的检测在判断早孕预后中的应用价值。方法选取2015年1~12月在深圳宝安区妇幼保健院产科门诊进行孕检的早期宫内妊娠妇女192例作为研究对象,根据随访12周妊娠进展状况将孕妇分为正常早孕组86例,先兆流产组60例,难免流产组46例,运用经阴道三维能量多普勒扫描三组孕妇的妊娠黄体,通过虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)技术计算出血管形成指数(VI)、黄体血流指数(FI)、血管形成-血流指数(VFI),并得出相应的参考值。结果正常早孕组VI、FI、VFI分别为(23.6±2.51)、(44.2±2.99)、(10.4±1.30),先兆流产组分别为(17.3±2.16)、(38.4±2.64)、(6.64±0.89),难免流产组分别为(13.5±1.97)、(32.7±2.45)、(4.40±0.64),在各项血流指数的比较中难免流产组和先兆流产组的指标均明显低于正常早孕组,差异均具有统计意义(P<0.05),难免流产组的指标明显低于先兆流产,差异具有统计意义(P<0.05);同时先兆流产组的VI、FI、VFI诊断临界点分别为20.463、40.867、8.164,灵敏度和特异度分别为0.946、0.854;0.839、0.854;0.964、1。难免流产组的VI、FI、VFI诊断临界点分别为16.303、36.255、5.388,灵敏度和特异度分别为1.0、0.589;0.952、0.750;0.976、0.893。结论在早期宫内妊娠黄体的临床检查中采用经阴道彩色多普勒能量超声能够有效准确判断正常早孕、难免妊娠和先兆流产,对于早孕预后有重要的指导价值,值得临床上推广应用。

时间-空间关联成像技术比较脐动脉舒张末期血流缺失胎儿与正常胎儿心功能的临床研究

目的时间-空间关联成像技术分析比较脐动脉舒张末期血流缺失胎儿与正常胎儿心功能变化,探讨临床价值。方法采用时间-空间关联成像技术(STIC)检测孕26~30周常规B超检查发现脐动脉舒张末期血流缺失的26例胎儿与同孕期103例脐血流正常胎儿,获取胎儿心动周期容积数据,应用虚拟器官计算机辅助分析软件(VOCAL)脱机分析比较脐动脉舒张末期血流缺失研究组胎儿与正常对照组胎儿,左、右心室功能变化,包括舒张末容积(EDV)、收缩末容积(ESV)、每搏排出量(SV)、心排出量(CO)、射血分数(EF)、及胎儿各生长径线校正心排出量对比。结果在平均左、右心室舒张末容积、收缩末容积、每搏排出量、心排出量、校正心排出量,研究组比对照组明显减小。在平均射血分数方面,研究组比对照组明显增加。研究组内左、右心室指标比较,在平均心室舒张末容积、收缩末容积、每搏排出量、心排出量、校正心排出量,左心室减小率明显高于右心室。在平均射血分数方面,左心室增加率高于右心室,差异有统计学意义(P<0.05)。结论心功能代偿不足预示亚临床心力衰竭风险。时间-空间关联成像技术分析心功能,对临床治疗效果评判和决定终止妊娠时机有一定临床价值。

基于压力流模型的植物顶端优势模拟

当前顶端优势模拟方法大多不能与植物生理相结合,针对现有方法的不足,为了使模型体现植物顶端优势规律,提高建模真实性,提出一种基于压力流模型的植物顶端优势功能模拟方法。该方法以压力流模型思想构建生长素传输与分配模型,计算生长素在植物顶端与侧枝间的传输与分配。顶端产生生长素使其与侧枝产生压力势差,推动生长素在各器官间不断传输与分配。以虚拟器官作为描述植物的基本单位,所有的虚拟器官并行工作。各器官根据分配到的生长素量和生长素阈值决定生长速度,最终完成生长素的传输与分配。生长引擎将生理部分的变化反馈到结构部分,展示算法通过读取各个虚拟器官的属性进行3维展示。

基于模糊神经网络的植物生长建模

提出一种基于模糊神经网络的植物建模方法,将测量的植物生理数据作为模糊神经网络的输入,自动学习拟合植物器官生长函数,提取生长规则。由同化物驱动植物生长发育,对虚拟器官的属性进行修改,将生理部分的变化反馈到结构部分。当虚拟环境变化时,模型响应环境变化,自动调整生长函数的参数和生长规则,使植物趋向于有利生长环境。实验结果表明,该方法能够准确提取植物生长函数和生长规则,对植物生长进行逼真的模拟。

肝脏形态建模中的图像处理技术

在肝脏形态建模中,需要用到大量的数字图像处理技术。对以下五个方面的技术进行介绍:肝脏的自动分割、血管分割、多相期和多模图像的配准、血管的平滑与重建、肝段的划分,并给出结果。

妊娠高血压患者的VOCAL参数和Hcy水平变化

本文探究妊娠高血压(PIH)患者虚拟器官的计算机辅助分析(VOCAL)参数和同型半胱氨酸(Hcy)水平变化。选取121例PIH患者作为研究组,另纳入同期92例正常孕妇作为对照组。两组均行VOCAL检查,并采用全自动生化分析仪检测Hcy表达。结果显示,研究组血管化指数(VI)、血流指数(FI)、血管化血流指数(VFI)均低于对照组,血清Hcy水平高于对照组,FI、VI、VFI与Hcy呈负相关,且FI、VI、VFI、Hcy联合诊断PIH的AUC优于单一诊断(P<0.05);VOCAL参数低表达患者不良妊娠结局发生率高于高表达患者,Hcy高表达患者不良妊娠结局发生率高于低表达患者,且VOCAL参数、Hcy均是PIH患者不良妊娠结局影响因素(P<0.05)。可见PIH患者VOCAL参数、Hcy呈异常表达,对疾病诊断及治疗具有指导意义。

经阴道三维能量多普勒结合VOCAL在鉴别良性子宫内膜息肉样病变中的价值

目的探讨经阴道三维能量多普勒(3D-PD)结合VOCAL软件在鉴别诊断子宫内膜增生过长、子宫内膜息肉、黏膜下肌瘤中的应用价值。方法选取常规经阴道超声诊断为子宫内膜息肉样病变患者85例,行3D-PD检查,记录3种病变的血流模式(分散型、分支状、环状),运用VOCAL软件描记并测量病变的血管化指数(VI)、血流指数(FI)、血管化血流指数(VFI)。取材行病理检查后分为子宫内膜增生过长组、子宫内膜息肉组及黏膜下肌瘤组,分析3组病变在VI、FI、VFI上的差异。结果环状血管型诊断黏膜下肌瘤,分支状血管型诊断子宫内膜息肉,分散血管型诊断子宫内膜增生过长的敏感性、特异性分别为83.3%、100%,83.3%、82.4%,85.7%、88.5%;3组病变在VI、FI、VFI指数上差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论3D-PD结合VOCAL对鉴别诊断良性子宫内膜息肉样病变具有较好的应用价值。

应用三维超声VOCAL技术测量不同胎位肺容积的初步研究

探讨孕20-24周胎儿不同胎位对三维超声虚拟器官计算机辅助分析(virtual organ computer-aided analysis, VOCAL)旋转技术测量肺容积的影响。方法:选取妊娠20~24周的正常胎儿24例,应用三维超声VOCAL旋转技术分别通过轴向及横向四腔心切面测量胎儿左肺容积(The left lung volume, LLV)、右肺容积(right lung volume, RLV)及肺总容积(total lung volume, TLV),并进行对比分析。结果:24例正常胎儿的轴向与横向四腔心切面测量三组肺容积总体均数存在统计差异(LLV差值为0.63,95%CI 0.05-1.20,P=0.033;RLV差值为1.17,95%CI 0.26-2.07,P=0.014;TLV差值为1.79,95%CI 0.44-3.14,P=0.011),且横向四腔心获得肺容积数据均大于轴向四腔心切面。 结论:应用三维超声VOCAL旋转技术进行肺容积测量时,应尽量选择轴向四腔心切面作为采集三维起始切面,以减少声影遮挡,从而准确评估胎儿期肺脏发育状况,为临床提供及时且精确的产前诊断。

基于生长上下文的虚拟植物生长建模

为解决植物生长模拟问题,提出一种基于生长上下文的植物建模方法。该方法以虚拟器官描述植物器官,通过对生长数据的采集建立生长上下文,由生长上下文控制虚拟器官属性的修改和Morphing过程,3D引擎读取虚拟器官属性渲染得到植物三维可视化图形。实验结果表明,该方法能有效模拟生理驱动的植物器官生长问题,符合生长规律,提高了建模真实性。

3-DU-PDA评价不明原因习惯性流产围着床期子宫内膜血管化状态

目的探讨不明原因习惯性流产(URM)黄体中期子宫内膜三维超声能量多普勒血管成像(three-dimen-sional ultrasonography and power Doppler angiography,3-DU-PDA)的参数特点。方法选择南方医院生殖医学中心2007年8月至2009年4月就诊的88例URM患者为实验组,另以正常已生育妇女46例为对照组,比较两组临床特点、黄体中期子宫动脉频谱和子宫内膜3-DU-PDA参数。结果两组间年龄、体重指数、月经第3天血FSH值、尿LH峰日血LH值、排卵后第7天血孕酮值、子宫内膜厚度、子宫动脉搏动指数(PI)及阻力指数(RI)、内膜容积差异无统计学意义(P>0.05);URM组内膜下区域血管指数(VI)、内膜VI和血流指数(FI)、内膜及内膜下区域血管血流指数(VFI)均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组间内膜下区域FI差异无统计学意义(P>0.05)。结论 URM患者围着床期子宫内膜血管化程度降低。

优良胚胎移植后早期妊娠不同结局中3DU-PDA参数的比较

目的探讨绒毛膜促性腺激素(HCG)注射日(HCG日)子宫内膜三维超声能量多普勒血管成像(three-di-mensional ultrasonography and power Doppler angiography,3DU-PDA)参数与优良胚胎移植后持续妊娠及早期自然流产的关系。方法选择南方医院生殖医学中心2008年8月至2009年1月行黄体中期长方案体外受精(IVF)并经优良胚胎移植(ET)后127例宫内妊娠的妇女为研究对象,根据妊娠维持情况分为A组(ET后持续妊娠≥10周)112例和B组(ET后10周内发生自然流产)15例,分析比较两组一般情况、临床资料和HCG日内膜3DU-PDA的参数。结果A组重组促性腺激素(rFSH)总用量、HCG日血清雌二醇(E2)浓度和着床率均高于B组,差异有统计学意义(P<0.05);A组内膜血管指数(VI)、血流指数(FI)和血管血流指数(VFI)明显高于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论HCG日子宫内膜3DU-PDA参数VI、FI、VFI可能有助于预测优良胚胎移植后的种植率和妊娠维持情况。

VOCAL软件不同轮廓取样方法测量宫颈癌血管参数的重复性比较

目的 以宫颈癌为研究模型,运用三维能量多普勒和计算机辅助分析（VOCAL）软件,比较其手动描绘法和球自动法轮廓取样的重复性.方法 观察者1运用该技术前瞻性分析80名宫颈癌患者,分别使用手动描绘法和球自动法二次测量目标器官内各血管参数,包括血管形成指数（VI）、血流指数（FI）、血管血流指数（VFI）.随机选取40名患者由观察者2进行二次测量,分别用手动描绘法和球自动法分析,方法同前.计算组问重复性、组内重复性,一致性范围、95%可信区间,并用ANOVA法分析测量变量和组间测量结果差别的关系.结果 每位观察者各自手动描绘法的重复性均优于球自动法（0.92～0.99对0.75～0.94）,手动描绘法与球自动法比较,其标准偏差小,一致性区间窄,95%可信区间窄,相关系数高.手动描绘法组间重复性与组内重复性相当（0.95～0.97对0.92～0.99）,而球自动法组间重复性明显降低（0.52～0.72）.结论 对于目标器官内血管的测定手动描绘轮廓取样法测量结果较球自动轮廓取样法更稳定,重复性更好,尤其适用于不规则组织的测量.

三维超声对隔离肺胎儿肺发育情况的评估及随访应用

目的利用三维超声虚拟器官计算机辅助分析(VOCAL)测量胎儿隔离肺体积,并计算肺头比(CVR)值,分析CVR值评估隔离肺胎儿预后的价值。方法收集108例中晚孕隔离肺胎儿的超声及临床资料,根据产前测量计算的CVR值分为CVR≥1.6组(48例)和CVR<1.6组(60例),对比两组胎儿胸腔积液发生率、心脏异常或畸形发生率、产后呼吸窘迫发生率及存活率。结果CVR≥1.6组合并胸腔积液32例(32/48,66.7%),心脏异常或畸形21例(21/48,43.8%),其中21例引产,余27例出生后出现呼吸窘迫者16例(16/48,33.3%),其中3例死亡,存活率50%(24/48);CVR<1.6组合并胸腔积液5例(5/60,8.3%),心脏异常5例(5/60,8.3%),娩出后有1例出现呼吸窘迫症状(1/60,1.7%),存活率100%(60/60)。两组胸腔积液发生率、心脏异常或畸形发生率、出生后呼吸窘迫发生率及存活率有显著差异,有统计学意义(P<0.01)。结论三维超声VOCAL技术可以准确地测量并计算CVR值,对指导产前咨询、随访并评估胎儿PS预后及临床治疗均有重要价值。