基于组织连续切片后三维重建技术的研究进展

三维重建技术对于人体内部微观结构的展现细致详尽,为基础科学和临床科研提供了全面的解剖资料。本文综述了组织包埋、切片、染色及计算机辅助人体组织连续切片后进行的组织结构三维重建,展现了组织连续切片三维重建技术中各步骤不同方法的优势与不足,为相关研究提供借鉴。

基于连续切片的三维重构技术在材料凝固组织研究中的应用

讨论了在材料科学与工程研究中进行三维重构的意义和必要性,介绍了基于连续切片的三维重构技术的理论、方法及在材料科学与工程中的研究和应用进展。指出基于切片的三维重构技术对材料凝固过程中微观结构定量分析、微观组织-性能的研究提供了有力支持,结合数值模拟技术可为材料凝固过程中复杂组织的形成机理及凝固理论的发展提供理论和精确的实验依据,从而对新材料的设计与开发产生重要作用。最后简要介绍了三维重构技术在定向凝固过程中多相组织分析的应用,并展望了三维重构技术的发展方向。

生物组织连续切片图像的计算机三维重建研究的进展

８０ 年代末至９０ 年代初，最新计算机图像处理技术与生物技术的发展使生物组织的三维图像真实再现成为可能。现在，计算机图像三维重建技术已越来越广泛地应用于生物学领域。本文介绍了生物组织连续切片图像的计算机三维重建研究进展，着重于三维图像的定位、重建与显示和图像数据压缩，图像自动分割的研究进展。

一种新计算机三维重建法用于猫肺连续切片

介绍了基于计算机工作站的连续组织学切片图像三维重建与显示技术.常规制作猫肺连续石蜡切片,切片图像经微机图像分析系统数字化后存入微机磁盘,将图像数据文件传输到Sun工作站硬盘上,作数字图像处理,采用“金字塔异或指数”方法完成图像对位,较好地解决了连续切片图像的精确对位问题.具体的重建算法采用光线追踪进行三维显示的体积显示算法,在计算机屏幕上从不同角度显示了肺内血管和细支气管等结构的立体图像.

中药组织连续切片计算机三维重建与动态显示

实现了道地药材附子连续切片三维重建与动态显示，为计算机辅助生药学教学和鉴定提供了具有生动性和立体感的三维图像技术和资料。

生物组织连续切片图像的配准与三维显示

连续组织切片图像的的三维重建和显示 ,是一种重要的形态学研究方法。三维重建过程中 ,首先要对连续切片图像进行配准。本文首先介绍了作者提出的用于自动图像配准的分割 -计数法。该方法通过对图像做简单的阈值分割 ,将优化的准则函数定义为图像的联合直方图特定区域上的计数值 ,大大加快了配准速度。然后将该方法用于小鼠胚胎的连续切片图像配准 ,得到空间上配准的三维数据场 ,为三维显示奠定了基础。

大鼠肾标本连续切片的三维重建及形态学测量

目的综合运用目前较成熟的技术,建立一个易施行的、可对大组织标本连续切片整体图像进行三维重建及形态学测量的方法。方法对正常大鼠肾的石蜡包埋标本进行全序列连续切片,HE染色后对切片图像进行数字化采集,经过拼接、配准步骤,建立切片整体图像的数字化数据集,对其内部的血管系统及肾盂进行分割及三维重建,并对重建结果进行形态学测量。结果切片的整体图像清晰,数字化图像数据集配准准确,三维重建结果再现了各种结构的立体特征及其在原组织块内的位置,在三维空间内,可进行无阻挡的自由观察,并且测量出了脉管系统的多项三维形态学指标,包括组织体积构成百分比、动脉长度及分支角度等。结论采用这种方法取得了较为满意的重建结果 ,可为其他组织连续切片的三维重建研究提供借鉴。

人体坐骨神经连续组织切片三维重建研究

目的探索一种人体坐骨神经连续组织切片计算机三维重建的实用方法。方法新鲜人体坐骨神经标本1例,采用人发作为定位材料,连续冰冻切片后进行乙酰胆碱酯酶染色。切片经高分辨率扫描仪扫描后获取神经断面的数码信息,最后输入计算机进行三维重建。结果三维重建真实地再现坐骨神经内部各神经束的三维立体结构,并可显示坐骨神经中神经束的任意断面及其全长的解剖结构与相互关系,形象地展示坐骨神经内部神经束的复杂重组过程。重建结构均能单独或搭配显示,还能以任意角度显示。结论采用人发作为定位材料,同时借助计算机软件辅助定位的方法,人体坐骨神经内部神经束三维结构的重建取得较好的效果,因而是一种较为实用的周围神经内部神经束三维重建的方法。

连续切片检测乳腺癌前哨淋巴结隐性转移研究

目的探讨更为合理的乳腺癌前哨淋巴结(sentinel lymph node,SLN)隐性转移(occult metastases)的病理检测办法。方法对245例常规病理诊断阴性的569枚SLN以100仙m间距行连续切片(serial section,SS)后HE染色(sS-HE),确定检测隐性转移的最佳间距。结果 245例患者通过sS—HE检测出隐性转移36例(14.7%),其中大体转移6例,微转移22例,孤立肿瘤细胞8例。569枚SLN中,SS-HE检出隐性转移39枚(6.9%),间距100一、200一、300一、400一和500"m ss-HE隐性淋巴结转移的检出率分别为6.9%、6.3%、5.1%、3.7%、3.5%,间距200¨m SLN隐性转移检出率与间距100 p.m相比差异无统计学意义(JD>O.05)。研究发现浸润性小叶癌隐性转移的检出率(52.O%)显著高于浸润性导管癌(13.9%,.p=0.000),而与病理分期、受体状况以及HER-2表达无关(均Jp>O.05)。结论ss.HE对于SLN隐性转移的检f9llI具有显著优势;200 txm为SS-HE的最佳检测间距;浸润性小叶癌SLN隐性转移的检出率显著高于浸润性导管癌。

连续组织切片图像的配准

目的 解决生物组织连续切片计算机三维重建中的图像配准问题。方法 采用自动图像配准的分割－计数法，通过 对图像做简单的阈值分割，将优化的准则函数定义为图像的联合直方图特定区域上的计数值，通过优化搜索，得到配准 参数。结果 将该方法用于小鼠胚胎的连续切片图像配准，大大加快了配准速度。结论 使用自动图像配准分割－计数法 能够实现连续组织切片图像的准确配准，并且具有计算简单，速度快的优点。

连续病理切片检测乳腺癌前哨淋巴结微转移的研究

目的探讨连续切片(serial section,SS)对乳腺癌前哨淋巴结(sentinel lymph node,SLN)微转移(micrometastases,MM)的诊断价值。方法对118例常规病理诊断阴性的212枚SLN以不同间距行连续切片后HE染色(SS-HE),分析SLN微转移与临床各因素的关系,确定SS检测微转移的最佳间距。结果 118例患者通过连续切片HE染色检测出微转移14例(11.9%)。212枚SLN中,连续切片HE染色,间距100μm、200μm、300μm、400μm和500μm SS-HE淋巴结微转移的检出率分别为8.0%(17/212)、6.6%(14/212)、3.8%(8/212)、2.4%(5/212)、1.4%(3/212);间距100μm SLN微转移检出率与间距200μm、300μm相比差异无统计学意义(P>0.05),但与400μm、500μm相比差异有统计学意义(P<0.05)。研究发现SLN微转移与年龄、肿瘤大小、肿瘤位置、病理分期、病理类型、受体状况以及HER-2、Ki-67表达无关(均P>0.05)。结论 SS-HE能提高SLN微转移的检出率。

大鼠中枢神经系统全程连续切片显示神经核团的新方法

目的 摸索一种简便易行的、显示大鼠中枢神经系统 (CNS)神经核团的连续切片制作方法 ,制作神经生物学教学所需的大鼠CNS全程连续切片标本。方法 采用低温速冻、全程连续冰冻切片、0 0 5 %焦油紫 (pH 3 0 )染色的方法。结果 大鼠CNS神经核团及神经元呈紫蓝色 ,其它细胞胞核呈淡蓝色。结论 低温速冻、全程连续冰冻切片、低浓度焦油紫 (pH 3 0 )

血管连续切片图象的计算机三维重建

为实现血管的三维重建 ,先将原 R.G.B.模式转化为灰度模式 ,通过计算机辅助用半色调技术将灰度图象二值化 ,并进行轮廓提取 ,提取已取出的轮廓图象的黑点坐标值 ,再对半径进行搜索 ,同时记录中轴线与切片交点 ,利用有理参数逐点生成算法进行曲线合成。结果表明 ,与该法的传统多项式拟合图形相比 ,此法可表示的曲线类型更加广泛。另外 ,该法只用到整数加减法 ,因而此法较多项式拟合更精确、更有效。

壁虎颈髓连续组织切片计算机三维重建研究

目的:利用壁虎颈髓连续切片,探索一种用计算机三维重建技术,获得"壁虎虚拟脊髓"形态的方法。方法:通过数码显微摄像系统对连续的Nissl染色的冰冻切片进行拍照,获得壁虎颈髓连续切片的图像,再利用三维重建方法,把二维的切片图像重建成三维图像。结果:在MATLAB开发平台上,采用基于有序数据结构的Shear-Warp算法,重建得到虚拟脊髓,重建后的脊髓可以进行任意的切割、旋转等操作。结论:利用计算机辅助三维重建方法对壁虎颈髓重建,是一种较为实用的方法。

连续切片图象中的细胞群体检测及特征提取

本文提出了一种连续切片图象中的细胞群体检测及特征提取的新方法。它采用等灰度提取切片图象中的细胞截面并将其抹去；通过模式识别的方法确定切片图象间同一细胞体的截面、在上机实验的基础上，给出了三维参数测试的具体实现方案。当处理完连续切片时，能获知连续切片中存在的细胞体数目及每个细胞体的基本参数及在连续切片图象中的位置。理论分析和实验研究均征实了该算法的可行性和实用性。

人体桡神经连续组织切片计算机辅助三维重建研究

目的:探索一种人体桡神经计算机三维重建的实用方法。方法:采用发丝作为定位材料,将桡神经进行连续组织切片后乙酰胆碱脂酶(acetylchohnesterase,AChE)组织化学染色,高分辨率扫描仪获取二维数码信息后进行三维重建。结果:真实地再现人体桡神经的三维立体结构及桡神经内各神经束的三维立体行径,重建结构均能单独或搭配显示,还能任意角度显示。结论:人体桡神经计算机辅助三维重建方法的图像显示效果较好,是一种较为实用的方法。

胚胎连续组织切片的计算机三维重建

目的制备动物胚胎的连续切片,并利用计算机的三维重建技术,获得可视的“虚拟胚胎”。方法通过数码显微摄像系统对连续的石蜡切片进行拍照、拼接,获得胚胎连续切片的JPEG图像,再利用三维医学重建软件,把二维的切片图像重建成三维的“虚拟胚胎”。结果利用三维医学重建软件,重建得到“虚拟胚胎”,重建后的胚胎可进行任意的切割、旋转、操作回复等操作。结论医学三维图像工作室的三维重建软件运用于连续组织切片的计算机三维重建是完全可行的。

大鼠小肠壁连续切片的三维重建

目的在肠壁、微绒毛及肠腺3个观察水平对大鼠小肠进行三维重建,观察其内部各结构的三维形态学特征及空间位置关系。方法正常SD大鼠1只,取小肠制作石蜡包埋标本,经连续切片、HE染色后,进行数字化图像采集;经图像拼接、预处理、配准、分割及三维重建等步骤后,观察各结构空间相互位置关系,并进行形态学指标测量。结果三维重建图像能够直观、立体地显示肠壁及肠壁内各结构(如动脉、静脉、淋巴管、微绒毛、肠腺等)的三维形态及相互空间位置关系。根据重建结果测量得到多项形态学指标,如微绒毛密度、平均高度,肠腺密度、体积。结论小肠黏膜下层与微绒毛内部存在丰富的血管网及淋巴管网,其排列方式与小肠的吸收及免疫功能密切相关。

冷冻连续切片重建数字人腰髓

目的:探讨数字人脊髓数字化问题,建立一种实用的脊髓三维重建方法。方法:对人腰髓节段的连续冷冻切片直接贴片,进行Luxol Fast Blue染色,采集切片图像并进行图像拼接,Photoshop 7·0软件对图像进行"图像灰度化"、"反相"、"对比度调整"、"图像缩小"等后处理,3D-DOCTOR 4·0软件进行表面重建和体重建。结果:重建出人腰髓节段及其内部的灰质结构具有立体感,并可在计算机上进行自由观察和测量。结论:利用人腰髓连续切片可以进行人体脊髓的三维重建。

连续切片三维立体重构的程序设计

该文实现了利用材料微观结构的系列二维截面图形数据,重构微结构立体图形的初级程序设计。使用连续切片和金相方法,得到材料微观组织结构的系列二维截面图,运用距离最小原则、均匀分配原则、图形拓扑相似性原则,逐层连接相邻切片二维截面,得到微观结构的立体图形,并通过消隐,使重构的材料微观结构立体结构符合正常的视觉效果。该程序能够按照任意角度旋转图形,从而可以了解微观组织结构不同视角的立体信息。