X射线及CT三维重建测量在颌面部整形修复中的应用

背景:颌面骨是面部软组织附丽的基础,人的个体又不尽相同。因此,研究各种测量能精确全面地描述颌面部测量方法是十分必要的。目的:对比X射线及三维CT测量在颌面部整形修复中的应用进展。方法:应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以"颌面部,骨组织,三维重建测量法"或"maxillofacial,bone tissue,measurement of three-dimensional reconstruction"为检索词进行检索。最终纳入符合标准的文献23篇。结果与结论:X射线三维测量法的优点是:价格低廉,放射剂量相对较低,数据获取时间相对较短,但有标志点定点的可分辨性较差等缺陷。CT三维重建测量法的优点:测量内容全面,准确性和精密度,方法可靠,可重复,应用方向广泛;但费用相对较高,检查所需时间相对于传统平片检查仍较长,目前临床上作CT扫描时患者所接受的辐射剂量仍比X射线平片检查所受的辐射剂量要多。

基于凸优化的立体透视X射线成像标记三维重建方法研究

针对立体X射线透视立体影像同一标记对应的两条视线并不严格相交导致无法精确重建标记的问题,文章提出了一种基于凸优化的由粗到细的两阶段标记三维重建方法。首先,使用传统的直接线性变换方法从间隔采集的两幅X射线影像中对标记进行三维粗重建;然后,将线性投影模型与两极约束结合起来,将三维重建优化问题转化为凸优化问题。在仿真血管支架标记数据和真实X射线血管支架标记图像上进行了重建实验。结果表明,文章所提出的方法比传统的重建方法获得了更好的结果。

应用血管内超声与X射线造影图像融合的血管三维重建

针对X射线血管造影和血管内超声各自显示血管形态的局限以及互补性问题,提出将两种数据进行融合,准确重建血管的方法。首先从在超声导管回撤路径起点拍摄的两个角度的造影图像对中提取出导管并进行三维重建。然后采用基于snake模型的半自动方法从各帧超声图像中提取出血管壁的内外膜边缘。最后,在Frenet-Serret标架中确定各相邻帧超声图像间的相对方位后,利用非迭代的统计优化方法确定各帧超声图像沿导管轴向的绝对方位,完成两种数据的融合。采用临床数据的实验结果验证了算法的可行性,并分析了可能存在的误差和计算成本。

X射线无损检测图像三维重建软件设计

根据X射线无损检测图像三维重建理论,设计了一种可视化的三维重建软件。首先分析了X射线数字图像三维重建基本原理,制定了三维重建软件的总体设计方案;然后研究了软件的关键技术,包括X射线图像预处理、角度已知时的三维重建算法和角度未知时的三维重建算法;最后通过Matlab GUI平台设计X射线无损检测图像三维重建软件,并针对电力金具碗头挂板的X射线图像重建其三维模型。通过零件实物与重建模型进行对比,从模型形状和模型尺寸两方面验证软件的可靠性。

X射线图像三维重建的自标定优化算法

根据X射线图像成像特点,提出一种适用于X射线图像三维重建的自标定算法。首先基于SIFT算法得到相邻2幅X射线图像对应轮廓特征匹配关系;然后根据匹配关系计算得到基础矩阵;接着根据基础矩阵估计X射线无损检测设备内参数初值;最后基于改进Kruppa方程优化内参数,得到X射线图像三维重建自标定内参数。根据优化前后的内参数建立的电力金具三维模型,从形状和关键尺寸误差2方面进行对比,结果表明优化后的内参数具有较高的精度和可靠性。

医学X射线图像三维重建技术

本文简要回顾了医学X射线图像的发展历程 ,并介绍和分析了近年来在科学计算可视化的推动下基于断层数据的X射线图像三维重建技术 ,对其中的基于二维轮廓线的三维重建、直接体绘制和间接体绘制技术进行了综述 ,并结合介绍了一些这方面的研究进展。同时介绍了基于X射线投影图像的三维重建技术 ,这方面的研究主要集中在基于两个或多个平面的血管结构的三维重建。最后 ,作者指出以这两类X射线图像为基础的三维重建的研究将朝着发挥各自特点的方向发展。

X射线CT扫描与三维重建技术在南海北部岩心Core 01中的应用及沉积环境初探

随着技术的不断进步,X射线CT扫描与三维重建技术在地质学研究中的应用越来越广泛,但在深海岩心的分析中应用依然有限。对南海北部陆坡岩心柱Core 01进行全样岩心X射线CT扫描,将扫描图像导入三维建模软件Mimics,进行岩心内部结构的三维重建,恢复了该岩心中0~1.0 m的孔隙结构及4.2 m处的生物化石壳体的外部形态。重建结果表明X射线CT扫描在深海岩心的研究中具有可行性。此外,结合浮游有孔虫AMS ^(14)C测年、底栖有孔虫氧碳同位素结果以及此站位的地质背景,推断该岩心中孔隙的形成可能与该区天然气水合物的释放有关。

固体火箭发动机高能X射线探伤胶片影像三维重建

固体火箭发动机是导弹武器系统的主要动力装置,需要定期进行无损检测。常规的检测方法是对X射线照相得到的二维胶片进行评判,然而利用二维图像来反映三维空间结构,在直观显示上存在很大的缺陷性。介绍了利用二维胶片图像还原发动机的空间三维结构的基本重建原理和六大体系结构,即数字图像的获取、各项参数的标定、图像的预处理和特征提取、图像的立体匹配以及图像信息三维重建。

以CT三维重建技术测量颈椎椎弓根螺钉的置入参数

背景:因颈椎椎弓根细小,走行方向复杂,个体变异大,椎弓根钉置入时易误伤脊髓、椎动脉及神经根,颈椎节段椎弓根螺钉固定技术的应用和推广受到限制,术前测量椎弓根螺钉置入参数的准确度有待提高。目的:应用CT三维重建技术模拟颈椎椎弓根螺钉置入,获取预植螺钉的椎弓根三维定量解剖数据及置钉参数的方法。方法:将颈椎16排CT扫描的Dicom数据导入Mimics软件和GE后处理工作站,进行颈椎三维重建和图像处理,测量在置入椎弓根螺钉情况下的置钉参数。结果与结论:应用CT三维重建技术可以获得清晰颈椎三维图像,使用软件测量功能可精确地获取预置螺钉的椎弓根管宽度、轴线长度、α及β角;在颈椎椎弓螺钉置入情况下,可测量置钉的水平角度安全范围。通过本方法可模拟手术过程,进行常规方法难以完成的三维测量,获取椎弓根螺钉置入个体化数据,为研究颈椎椎弓根螺钉置入的安全性提供了一种可靠的研究方法。

X射线透视辅助徒手法与CT三维图像导航下颈椎椎弓根置钉准确率的对比

背景:临床上颈椎椎弓根导航方法相对较多,均能提高围术期置钉准确率,但是这些导航系统尚存在许多不完善之处,如图像质量不高、操作复杂繁琐、实时性差或导航存在创伤性等,难以达到预期的置钉效果。目的:对比X射线透视辅助徒手法与CT三维图像导航下颈椎椎弓根置钉的准确率。方法:取南阳医学高等专科学校第一附属医院收治的颈椎椎弓根置钉患者90例,随机分为2组(n=45),徒手组在X射线透视辅助下徒手法置入132枚颈椎椎弓根螺钉,三维导航组在CT三维图像导航下置入128枚颈椎椎弓根螺钉,记录2组置钉时间、出血量;2组术后均行CT平扫,完成三维重建,比较2组颈椎椎弓根螺钉置钉准确率。结果与结论:(1)三维导航组围术期置钉优良率95.3%显著高于徒手组88.6%(P<0.05);(2)三维导航组置钉时间显著长于徒手组(P<0.05),置钉出血量显著多于徒手组(P<0.05),导航匹配时间及辐射量小于徒手组(P<0.05);(3)2组术前JOA评分比较差异无显著性意义(P>0.05);三维导航组术后3,6个月JOA评分均显著高于徒手组(P<0.05);(4)三维导航组并发症发生率7%低于徒手组16%(P<0.05);(5)结果提示,与X射线透视辅助徒手法置钉相比,CT三维图像导航能提高颈椎椎弓根置钉准确率,提高手术安全和精确性。但是CT三维图像导航置钉方法操作相对繁琐,耗费时间较长,造成患者术中出血量较大,应根据患者情况选择合适的置钉方法。

三维、二维定量冠脉X射线造影与目测对靶病变血管的评估对比研究

目的对比研究三维定量冠状动脉造影(3D QCA)、二维定量冠状动脉造影(2D QCA)与目测法在评估冠脉X射线造影靶病变血管的差异性。方法回顾性随机抽取2009年5月～2009年11月于我院接受冠状动脉造影并行介入治疗的60位患者65处靶病变血管段的影像资料。分析比较Medis 3D QCA、西门子2D QCA、专家目测对靶病变管腔面积狭窄率、病变血管长度、参考血管直径的测量值,分析比较3D QCA、2DQCA的直径狭窄率测量值。结果冠脉X射线造影三维定量分析、二维定量分析、目测定量分析在成功三维重建62处(3例因靶血管少一个投照体位无法实现三维重建)靶病变中最窄处管腔面积狭窄率(%)(73.87±8.98 vs 79.10±8.06 vs 83.53±8.19,P<0.001)、长度(mm)(28.95±17.31 vs 26.20±16.04vs 27.21±16.58,P<0.001)、参考血管直径(mm)(2.67±0.29 vs 2.64±0.26 vs 2.76±0.29,P<0.001)有显著性差异,三维与二维对靶血管病变最窄处直径狭窄率(%)(54.21±9.48 vs 57.84±10.17,P=0.016)有显著性差异。结论 Medis 3D QCA对冠状动脉造影能成功实现三维重建,与专家目测和二维定量分析相比,三维定量分析系统能够恢复三维血管形态从而更准确地分析冠状动脉病变。

ICUS图像序列中冠状动脉的三维重建和形态测量

针对冠状动脉内超声(ICUS)图像序列中血管的三维重建问题,提出一种从连续回撤超声导管获取的、覆盖多个心动周期的ICUS序列中准确重建冠脉血管、并定量测量其形态结构参数的方法。首先利用在导管回撤路径起点采集的两幅近似垂直的X射线冠脉造影(CAG)图像之间的交叉信息,重建出导管的回撤路径,然后从各帧ICUS图像中提取出血管壁的内外轮廓;在对ICUS序列中由心脏运动所致的运动伪影进行补偿之后,选择出在各心动周期的同一时相处采集的ICUS帧,并将其沿三维导管路径顺序排列;最后采用NURBS曲面拟合技术,完成血管的三维重建。根据该三维血管模型,对临床重要的血管形态参数进行测量,采用临床图像数据进行验证。实验结果证明,较之仅采用CAG图像或ICUS序列重建出的血管模型的测量结果,该方法更为精确。

DR以及多层螺旋CT三维重建技术用于肋骨骨折诊断中的诊断准确性研究

目的 研究DR以及多层螺旋CT三维重建技术用于肋骨骨折诊断中的诊断准确性。方法 2020年08月-2022年12月选取疑似肋骨骨折患者82例,在患者意识清醒、知情同意状态下辅助患者完成数字X射线摄影(DR)、多层螺旋CT三维重建技术两项检查,以手术病理学结果为金标准,统计DR检查、多层螺旋CT三维重建技术的诊断结果、诊断效能、不同疾病类型准确诊出率。结果 手术病理学诊断结果如下,肋骨骨折有50例、非肋骨骨折有32例,检出率是60.98%与39.02%;DR诊断结果如下,肋骨骨折有48例、非肋骨骨折有34例,检出率是58.54%与41.46%;多层螺旋CT三维重建技术诊断结果如下,肋骨骨折有50例、非肋骨骨折有32例,检出率是60.98%与39.02%;DR、多层螺旋CT三维重建技术的肋骨骨折、非肋骨骨折检出率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。多层螺旋CT三维重建技术的准确度、敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值均大于DR,差异有统计学意义(P<0.05)。手术病理学显示,50例肋骨骨折患者中,有20例隐匿性骨折、有20例多发性骨折、有10例单发性骨折,隐匿性骨折的检出率是40.00%、多发性骨折的检出率是40.00%、单发性骨折的检出率是20.00%。多层螺旋CT三维重建技术的隐匿性骨折准确诊出率大于DR,差异有统计学意义(P<0.05);DR、多层螺旋CT三维重建技术的多发性骨折、单发性骨折准确诊出率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 DR、多层螺旋CT三维重建技术均可在肋骨骨折诊断中发挥显著作用,但后者的诊断准确性、诊断效能更好,可发现更多隐匿性骨折患者,为临床治疗提供详细诊断信息,值得临床推广普及。

锥形线束CT三维重建与X射线摄影在口腔正畸患者埋伏牙诊断中的应用研究

目的:探讨口腔正畸患者埋伏牙采用锥形线束CT三维重建与X射线摄影诊断的价值。方法:选择2021年10月~2023年5月本院接受影像学诊断的口腔正畸埋伏牙患者,合计80例(110颗牙),其经过口腔正畸手术治疗前后接受锥形线束CT三维重建及X射线摄影检查,将手术结果作为金标准,分析埋伏牙分布情况,并对2种不同检查方式判断埋伏牙牙弓唇腭侧位置的诊断效能与金标准的一致性进行判断。结果:经正畸手术治疗后,证实110颗埋伏牙分布如下:上颌前牙区埋伏牙最多,共46颗,占比41.82%,其次为下颌前牙区,共20颗,占比18.18%;多生牙主要分布于上颌,共18颗,占比16.36%;X射线摄影诊断埋伏牙位置的总准确度81.82%(90/110),与正畸手术结果比较无显著差异,两者一致性中等(Kappa=0.612);锥形线束CT三维重诊断埋伏牙位置的总准确度92.73%(102/110),与正畸手术结果比较无显著差异,两者一致性较好(Kappa=0.812),可见,锥形线束CT三维重建诊断埋伏牙位置的总准确度显著高于X射线摄影(χ^(2)=5.893,P<0.05);锥形线束CT三维重建诊断不同位置埋伏牙的灵敏度、特异度及准确率均高于X射线摄影,但组间对比无统计学差异(P>0.05)。结论:口腔正畸患者埋伏牙的诊断无论采用锥形线束CT三维重建还是X射线摄影检查均有显著价值,然而锥形线束CT三维重建技术的总准确性更高,具有更高的临床诊断价值,帮助医生诊断埋伏牙的位置、生长方向和周围结构情况,从而制定更精准的治疗方案。

X射线岩石CT的历史与现状

采用X射线CT技术无损探测岩石内部结构和裂纹演化过程 ,起源于 2 0世纪 80年代后期 ,由最初对CT图像的认识逐步深化为对岩石裂纹演化规律的分析和应用研究。基于室内岩石试件扫描断面的CT图像 ,目前在岩石变形破坏过程的实时监测、加荷条件多样化、裂纹演化规律性、裂纹宽度的定量测量、岩石裂纹三维图像重建、损伤演化与损伤变量分析、CT成果应用研究等方面取得了一系列进展。岩石CT面临的主要问题是如何获得各种试验条件下精确的CT图像及其成果的应用研究。岩石CT的生命力在于自身理论、技术发展和在相关领域的应用程度。

一种通用的X射线锥形束投影生成算法

为了排除投影测量过程中的随机因素 ,更好地进行重建 ,提出了一种通用的X射线锥形束投影生成算法 .首先将几何模型离散化为三维数组 ,然后沿着穿过模型的每条射线利用三线性插值法计算线积分 ,只要将几何形体进行离散化 ,就可以使用通用的子程序计算投影 .这种算法不仅易于扩充 ,而且能够处理不规则和内部密度不均匀的物体 .模拟实验得到了满意的结果 .

螺旋CT三维重建技术在骨盆骨折中的应用

背景:螺旋CT三维重建技术可以提供直观的三维图像,而且可以根据需要向任何方向旋转,使医生可以在任意设定的角度观察骨盆骨折移位情况,从而得到清晰直接的印象。目的:观察螺旋CT三维重建技术在骨盆骨折中的应用价值。方法:选择2007-11/2009-03遵义医学院附属医院骨科收治的骨盆骨折患者42例,男30例,女12例,分别进行X射线摄片和螺旋CT扫描,利用表面遮盖法(SSD)三维重建,同时利用三维成像软件进行多平面重建(MPR),选择能最佳显示骨折的图像进行存储并进行摄片,比较两种方法的效果。结果与结论:所有骨盆骨折患者经螺旋CT三维成像摄片均显示骨折,能较准确地描述出骨折分型和碎骨部位,其效果明显优于X射线摄片(P<0.05)。提示螺旋CT三维成像技术在骨盆骨折的诊断中具有非常重要的作用,能较准确地显示骨折的情况,能为治疗方法的选择提供依据。

三维CT精确重建颅颌面部组织的形态学特征

背景:头影测量技术是正畸术前临床诊断与矫治计划设计的重要手段,精确的头影测量可为矫治设计提供可靠的依据。三维CT重建技术可重建出清晰、立体、真实的颅颌面解剖形态。目的:综述CT三维重建后的头影测量在口腔正畸中的临床应用,并与传统的X射线头影测量对比。方法:由第一作者于2010-09进行检索,检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/)及CNKI数据库(http://dlib3.cnki.net/KNS50/)1996-01/2010-09有关正畸头影测量的文献,英文以"three-dimensional cephalometry,cephalometric measurements"为检索词,中文以"三维测量,头影测量"为检索词,排除重复研究或内容较陈旧的文献。结果与结论:计算机初步检索文献共114篇,根据纳入、排除标准,最后选择中英文文献共27篇进一步分析。三维CT重建头影测量技术作为一种理想的头影测量方法,以其高效、准确、快捷的优点,已广泛应用于临床。软硬组织的三维立体重建与测量分析系统以其强大的优势,终将取代现有的二维头影测量分析系统。

CT三维重建技术诊断复杂性四肢创伤性骨折的临床价值分析

目的探讨CT三维重建技术诊断复杂性四肢创伤性骨折的临床价值。方法回顾性分析本院2013年1月至2015年1月诊断为复杂性四肢创伤性骨折患者的临床资料,对比分析了多层螺旋CT三维重建技术与X射线的诊断价值。结果 482例复杂性四肢创伤性骨折患者均行X线摄影及多层螺旋CT三维重建技术处理,CT三维重建检查的总阳性率为93.6%(451/482),明显高于X线摄影检查80.5%(388/482),差异明显,具有统计学差异(P<0.001)。尤其是在桡骨远端骨折、尺桡骨骨干双骨折、髋关节骨折、胫骨平台骨折、Colles骨折、踝关节骨折、腕关节骨折、肘关节骨折的诊断方面。结论多层螺旋CT三维重建技术可明显提高复杂性四肢骨折的诊断阳性率,具有重要的诊断价值和意义,值得临床进一步推广应用。

CT三维重建在全膝关节置换中的应用

背景:下肢X射线测量及CT三维重建的应用,以及计算机辅助技术都有助于人工全膝关节置换术者更精确地安放假体。目的:探讨全膝关节置换前CT三维重建确定股骨髓内定位杆置入点对置换后关节功能的影响。方法:32例全膝关节置换患者,其中置换前进行CT三维重建确定股骨髓内定位杆置入点的18个病例(CT三维重建组),其余病例术前未进行CT三维重建(对照组),在置换后3个月、1年、2年定期随访。结果与结论:置换后3个月、1年、2年随访与对照组比较,CT三维重建组膝关节功能评分总体功能和单纯膝关节功能评分显著增高(P均<0.05)。提示全膝关节置换前行膝关节CT三维重建确定股骨髓内定位杆进入点有助于在置换中正确插入股骨髓内定位杆,更准确地进行股骨端的截骨以及膝关节假体的安放,能够更好地恢复下肢力线和膝关节的功能。