Mimics软件三维重建技术行钛网形态优化设计在颅骨成形术中的应用

目的探讨应用Mimics软件三维重建技术进行钛网形态优化设计在颅骨成形术中的应用效果。方法2017年5月至2022年5月前瞻性进行颅骨成形术60例,其中30例应用Mimics软件三维重建技术进行钛网形态优化设计(优化组),30例应用常规设计的钛网(对照组)。结果与对照组比较,优化组手术切口供血良好率明显增高(80.0%vs.53.3%;P=0.028),术后切口甲级愈合率明显增高(70.0%vs.40.0%;P=0.020),术后拆线时间明显缩短[(7.07±0.95)d vs.(7.83±1.12)d;P=0.006],术后大量硬膜外积液发生率明显降低(10.0%vs.36.7%;P=0.015)。优化组术后无颅内出血、钛网外露情况。结论应用Mimics软件三维重建技术对钛网形态进行优化设计,可有效降低颅骨成形术中切口缝合的张力,术后切口供血和愈合更佳,缩短术后拆线时间,降低大量硬膜外积液的发生率,有效减少颅内出血和钛网外露。

Mimics三维成像在经皮左心耳封堵术中的应用

目的 使用Mimics三维成像技术重建心房颤动患者左心耳三维结构,初步评估经皮左心耳封堵术（Watchman系统）手术风险,指导封堵器选择及放置.方法 入选2014年5-12月在杭州师范大学附属医院心内科行左心耳封堵术患者10例,年龄40 ～ 85岁的心房颤动患者10例,均不愿长期口服抗凝药物或口服抗凝药物有禁忌证,具有左心耳封堵适应证,且自愿参加本试验.术前行Mimics左心耳三维重建,结合术中经食道超声心动图（TEE）及造影结果,选择Watchman左心耳封堵器尺寸及放置位置,置入封堵器至左心耳颈部.结果 入选心房颤动患者年龄为（66.3±11.9）岁,其中9例为非瓣膜病心房颤动患者,CHADS2-VAS评分（3.2±1.7）分,HAS-BLED评分（2.7±1.6）分;1例为瓣膜病心房颤动患者（曾行二尖瓣成形术,缺乏外科换瓣手术的适应证）.10例患者均成功置入Watchman左心耳封堵系统,术后行左心耳造影及TEE均未发现封堵伞处血流渗漏.围手术期及术后1个月随访无出血及栓塞等并发症发生.结论 术前使用Mimics三维成像技术重建心房颤动患者左心耳三维结构,为左心耳封堵术封堵器置入提供重要的参考依据.

三维TEE经Mimics 3D成像在左心耳封堵术的临床应用(附1例报告)

文章以1例心房颤动(Af)患者为例,采集经食道超声心动图(TEE)三维数据,利用Mimics三维成像技术重建患者左心耳3D结构,初步评估经皮左心耳封堵术(WATCHMAN系统)手术风险,指导封堵器选择及放置,为左心耳封堵术提供了重要的植入参考依据。

激光距离选通三维成像技术研究进展(特邀)

随着人工智能时代的到来,同时获得反映目标辐射特性和纹理特征的高分辨率强度图像以及反映目标和所处场景的三维空间信息的稠密点云数据/三维图像的激光相机雷达技术已成为激光雷达的发展趋势。传统的摄像机与激光雷达复合的技术方案存在异源数据融合问题,尤其是在雾雨雪天气条件下以及水下等传输链路中存在严重散射的情况时难以有效工作。激光距离选通三维成像技术利用单一门控成像器件可同时获得高质量二维强度图像和高分辨率三维图像,其二维图像中的像素和三维图像中的体素一一对应,并继承了激光距离选通成像透散射成像的技术优势,具有实现高性能激光相机雷达的技术潜力。论文系统综述了步进延时扫描、增益调制、距离能量相关等激光距离选通三维成像技术的研究进展,介绍了该类技术的国内外典型应用情况,最后分析了该领域所面临的挑战及进一步发展方向和应用前景。

Mimics软件在医学图像三维重建中的应用

介绍了Mimics(Materiaise's interactive medical image control system)软件及医学图像三维重建的方法,并对该软件在医学图像三维重建中的应用现状进行了分析。指出Mimics软件是连接二维断层扫描图像和三维图像的桥梁,其更重视实现可视化之后的后续研究,并且可以实现个人普通计算机上大规模数据的转换处理,无需专业工作站,将二维扫描的数据(CT、MRI)输入该软件可快速生成三维模型并进行编辑,为医生日常临床诊疗以及科研工作使用提供帮助。最后对其应用前景进行了展望。

Dicom标准和Mimics软件辅助建立下颌骨三维有限元模型

目的:寻求一种更为快捷、精确的下颌骨三维有限元模型建立方法。方法:应用薄层CT,Dicom标准和Mimics软件,结合Ansys三维有限元专用软件对157层,层厚为0.5mm的CT断层影像进行分析处理。结果:建立了更为精确,应用更为广泛的下颌骨三维有限元模型。使用Dicom标准和Mimics软件获取三维模型直接写入Ansys三维有限元软件,提高了建模效率。结论:薄层CT,Dicom标准的应用使得有限元模型的建立更为精确,同时Mimics软件直接建立三维模型,极大程度提高了建模效率。

应用Mimics软件建立下颌无牙颌三维有限元模型

目的:快速准确建立患者下颌无牙颌三维有限元模型,为种植修复的生物力学分析打下基础。方法:CT扫描患者下颌骨,转换为DICOM数据后用Mimics软件重建三维图像,再用自编命令流导入Ansys软件进行分析处理。结果:快速准确地建立了活体下颌无牙颌三维有限元模型。结论:CT技术,DICOM标准的应用使有限元模型的建立更为精确,Mimics软件直接建立三维模型后直接导入Ansys软件极大的提高了建模效率。

Mimics与医学图像三维重建

医学图像的三维重建已经成为国内外研究的热点。该文介绍了医学图像三维重建及其方法,并对逆向工程软件Mimics各模块功能进行了介绍。

基于Mimics平台的CT图像三维重建算法研究

为充分挖掘CT图像中的医学诊断信息,提高CT图像的三维重建效果与可视化程度,研究了基于Mimics平台的CT图像三维重建算法。将腹部16排螺旋CT图像导入Mimics系统,利用系统图像分割、蒙版编辑和区域增长等功能模块,将脾脏器官由腹部CT切片图像中完整分离出来,并可进行任意角度的放大、缩小等操作。与传统方法相比,其实现的对人体器官、骨骼和组织的CT图像的三维重建与可视化处理结果,更加接近于真实器官的生理解剖结构。

Mimics软件在颧骨复合体骨折三维CT图像中的测量与应用

目的探讨单侧颧骨复合体骨折移位的CT测量方法并用于指导临床手术。方法收集需要手术治疗的单侧颧骨复合体骨折患者20例,术前摄颌面部三维CT,利用Mimics软件对双侧颧骨复合体与邻近骨骼解剖标志点中选取的同样两点之间的距离和选取同样的三点之间的角度进行测量分析,计算患侧与健侧之间的差值,以此为骨折移位数据指导手术。术后复查CT并测量各段距离和角度,评价复位效果。结果1)颧骨复合体骨折时,颧骨体骨折块多向后、向内移位。术后患侧与健侧比较,骨折段移位距离差值减少至2 mm以内,角度差值减少至1°以内,复位达到三维对称,开口及咬合功能恢复好,手术效果满意。2)健侧的颧弓突点水平角和颧突点水平角数据呈正态分布,分别为138.50°±1.15°和132.72°±0.89°。结论三维CT测量可以实现对颧骨复合体空间移位的定量测量,对颧骨复合体骨折的手术复位具有指导意义。

基于Mimics的CT三维重建应用分析

通过实例分析了Mimics的CT三维重建过程。在建模中利用Matlab进行CT图像格式的转换,分析了图像的导入和对比度调整过程,阐述了图像去燥与分割提取方法。结果显示利用Mimics可以方便快捷的对CT影像进行快速三维重建。

Mimics软件三维重建在Pilon骨折修复中的应用

背景:Mimics软件是一种基于CT扫描数据的三维图像处理和编辑工具,可以将CT、MRI以及超声人体扫描后得到的数据及图像经过专业化处理重建成三维图像,并在计算机屏幕上立体显示,从而帮助临床医师直观的了解骨折的类型及周围组织的三维结构关系,对骨科手术的开展提供了很大的帮助。目的:探讨Mimics软件三维重建在Pilon骨折围手术期的应用效果。方法:选取2008年9月至2013年9月中山市小榄人民医院拟行内固定治疗的Pilon骨折患者61例为研究对象,按入院时间先后排序随机分为三维组和对照组。两组患者入院后均行踝关节正侧位X射线片检查以及多排螺旋CT扫描,对照组结合检查结果开展内固定治疗,三维组患者在对照组患者基础上利用MimicsⅤ10.0软件进行三维实体重建后开展内固定治疗,对比两组患者的手术时间以及治疗后随访时的功能疗效情况。结果与结论:三维组手术时间明显短于对照组,差异有显著性意义(P<0.05)。三维组治疗后6个月功能疗效评价为优的患者明显多于对照组,功能疗效评价为差的患者明显少于对照组,三维组治疗后6个月的功能疗效总体优于对照组,差异有显著性意义(P<0.05)。提示在Pilon骨折围手术期应用Mimics软件三维重建,可全面评估骨折情况,优化和完善术前计划,降低了风险,从而促进内固定治疗顺利完成。

基于Mimics的沥青混合料三维重构技术研究

CT断层扫描图像的三维重构技术为沥青混合料的细观结构可视化研究提供了重要途径。为了对沥青混合料试件进行三维重构,该文采用64排螺旋CT机对SAC-16级配的马歇尔试件进行扫描,将得到的断层图片保存为Dicom格式导入Mimics软件中,实现了沥青混合料的三维可视化,通过-471HU、1 700HU两个CT阈值的控制对粗集料、沥青砂浆、空隙进行识别与分离,研究细观结构的分布规律及体积分数组成。与Matlab自编程序相比,基于Mimics的沥青混合料三维重构在操作难易程度、阈值控制、细观结构分离方面优势明显,便于实际工程应用。

Mimics软件三维重建全骨盆几何模型模拟骨盆肿瘤切除假体置换

背景:CT扫描所得DICOM数据在Mimics软件中的运用是目前国际上公认的计算机辅助手术的"金标准"。目地:探索一条可行的计算机辅助手术途径。方法:将骨盆肿瘤病例CT扫描图像数据导入Mimics10.01软件,三维重建包含髂血管的全骨盆几何模型,并按Enneking and Dunhan提出的标准分型,该病例为TypeⅡ型。利用mimics软件的三维重建全骨盆几何模型的各项数据进行术前测量,设计肿瘤切除范围,并进行模拟肿瘤切除假体置换。结果与结论:利用mimics软件重建的全骨盆三维几何模型可准确反映骨盆的三维立体结构和预测肿瘤的大小,并可进行任意旋转观察,精确测量出相关的各项指标。为定制假体提供有意义的参考数据,有效实现了骨盆肿瘤广泛切除特制假体置换术的模拟。结果提示Mimics软件重建的包含髂血管的全骨盆几何模型可立体直观显示骨盆内部解剖结构并明确肿瘤分型。Mimics可以为术前设计和手术模拟提供快捷、便利、精确、可重复运用的模型。

基于CT图像应用Mimics软件的三维重建技术在腹腔镜直肠癌D3根治术中的价值

目的:利用Mimics软件进行肠系膜下动脉(IMA)三维重建,并评估其在腹腔镜直肠癌D3根治术中的应用价值。方法:回顾性分析2016年6月至2018年1月期间行腹部增强CT检查的71例直肠癌患者的影像学资料,利用Mimics软件对该影像数据行IMA三维重建,归纳总结4种IMA分支类型所占的比例,并测量IMA根部到腹主动脉分叉的直线距离以及IMA根部至左结肠动脉(LCA)的直线距离。然后,将2018年1月~8月入院的30例直肠癌患者随机分成对照组(术前未行IMA三维重建)和观察组(术前根据IMA三维重建制定手术方案),每组15例。前瞻性分析两组患者的术中相关指标(手术时间、术中出血量、术中定位IMA及LCA的时间)以及术后相关观察指标(术后排气时间、术后引流管渗出量以及吻合口漏和肠梗阻的发生率)的差异,从而进一步评价术前IMA三维重建技术在直肠癌D3根治术中的应用。结果:在4种IMA分支分型中,Ⅰ型和Ⅲ型是相对比较常见的类型,而Ⅳ型则比较少见;IMA的分支分型与IMA根部至LCA的直线距离有相关性。此外,与对照组相比,术前行IMA三维重建可以明显缩短腹腔镜直肠癌根治术总时间[(152.00±18.16)minvs(135.53±14.06)min,P=0.010];同时,术前IMA三维重建有助于缩短术中对IMA和LCA的定位时间(P=0.004,0.006)、术后排气时间(P=0.029),并减少引流管渗出量(P=0.001)。结论:利用Mimics软件行IMA三维重建更便于术者准确评估患者IMA的分支类型及解剖定位,并在术中提供重要决策信息,进而明显缩短手术时间,提高直肠癌根治术的安全性。

三维酰胺质子转移成像在原发性肝癌临床扫描可行性及图像质量评估中的初步研究

目的 评估参数优化的三维酰胺质子转移加权(3 dimensions-amide proton transfer weighted,3D-APTw)成像在原发性肝癌扫描中的图像质量并分析其临床扫描的可行性。材料与方法 前瞻性招募2020年10月至2022年2月临床怀疑原发性肝癌患者,共109例。采用飞利浦3.0 T MRI设备进行扫描,分别采集T1WI、T2WI、弥散加权成像、酰胺质子转移加权(amide proton transfer weighted,APTw)及多期增强图像。机器自动生成经过B0校正的肝脏APTw图像。计算3D-APTw成像的扫描成功率及计算成功率。采用Kendall一致性系数对观察者内及观察者间主观评分进行一致性分析,对主观评分3分以上的病例测量3D-APTw图像的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、肿瘤对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)、肿瘤及肝实质的APTw值并计算各参数值的变异系数,采用组内相关系数进行观察者内及观察者间可重复性测量的一致性分析。结果 109例患者中有11例患者3D-APTw图像中病变区域存在信号缺失,扫描成功率为89.91%(98/109),剩余98例患者中78例3D-APTw图像的主观评分为3分以上,计算成功率为71.56%(78/109)。观察者内及观察者间图像质量主观评分一致性分别为0.771和0.692,P<0.01。肿瘤组织APTw值观察者内及观察者间ICC分别为0.822和0.811,肝实质APTw值、SNR及CNR观察者ICC分别为0.675、0.634、0.666,肝实质APTw值、SNR及CNR观察者间ICC分别为0.614、0.290、0.560。肿瘤组织APTw值高于肝实质[(2.55±0.08)%vs.(1.45±0.07)%],两者间差异有统计学意义(P<0.001)。肿瘤组织和肝实质APTw值的变异系数分别为30.40%和44.40%。SNR和CNR为25.92±18.50和3.35±3.20。SNR变异系数为71.40%,CNR变异系数为90.00%。结论 参数优化后的3D-APTw成像可以用于原发性肝癌的临床扫描,但容易受呼吸运动、胆囊或血管的影响而出现信号缺失或伪影,在参数设置及成像技术上仍有需要改进和提高的空间,以进一步优化其图像质量。

伪三维电阻率成像技术在煤矿采空区勘探中的应用

传统的直流电阻率法二维成像方法在复杂地质结构勘探中存在局限性,无法准确恢复三维地下电性结构,同时当测区范围比较大时,真三维直流电阻率勘探要求一次性布极,受硬件、成本等因素限制,基本不具备实施条件。本文以襄樊到荆州铁路沙岗煤矿老窑采空区勘探为例,设计了二维多剖面交叉布线的伪三维勘探方案,使用常规高密度电法设备进行野外数据采集,通过基于八叉树网格剖分的三维电阻率成像算法获得了工区地层和小煤窑采空区的高精度三维电性结构,经与区域地质资料、钻探成果资料对比验证,工区内高电导率异常分布特征可以良好地反映工区地层界线和老窑采空区空间分布特征。上述应用研究表明,基于伪三维采集方式的三维电阻率勘探方法可以有效识别具有连通性特征的地质异常信息和勘探目标,具有良好的成像精度和实用性,对突破二维成像的局限性和三维电阻率勘探的推广应用具有现实意义,在近地表不良地质勘探领域具有广泛的应用前景。

桩端岩溶三维超声成像方法及应用研究

研究目的:岩溶地区大直径桩基础受桩端岩溶的威胁大,探查不清或处理不当时可能会出现桩基承载力不足等严重工程质量问题,现有探测方法难以在桩底复杂泥水环境下实现桩端三维精细化探测。本文基于超声相控阵全聚焦成像原理,提出一种全新的桩端岩溶三维探测方法,以实现对桩端一定范围内地质结构进行三维高精度成像。研究结论:(1)本方法和装备在桩底采集超声数据并成像,可对桩端一定深度和冲切角范围内岩溶三维高精度成像;(2)足尺模型试验表明本装备可探测桩端10 m以内溶洞且探测精度优于0.1 m;(3)工程实践表明本装备可有效查明桩端岩溶、破碎裂隙,探测结果准确可靠;(4)本装备能适应桩底各种恶劣的环境,探测过程简单高效,时效性强,对保障岩溶区桩基施工安全与质量控制具有重要的意义。

对Mimics V10.0软件三种三维重建方法的研究

目的对Mimics V10.0软件3种三维重建方法加以阐述,为该软件在基础医学教学、术前模拟等领域的开发应用提供数字模型。方法选取3个无器质性病变成年男性膝关节,利用GE Lightspeed16排螺旋CT的薄层扫描技术,基于1.25mm层厚,85层人体膝关节的连续断层图像,Mimics直接读入Dicom格式原始图像,采用各种模型处理技术,获得表面漏洞及其髓腔填充后的左膝关节新蒙罩,以该新蒙罩为基础将所选取的阈值范围内的相邻象素连接并重组成图像后获得三维实体模型,将该模型表面数据网格化后得到面网格化重建模型,此外提取新蒙罩每一层的外轮廓线并重叠起来得到表面轮廓重建模型。结果3种三维重建方法得到的左膝关节模型轮廓清晰,均能旋转,方便测量。其中三维实体重建模型可被剖割,得到任意多平面重建曲面。面网格化重建模型可直接导入有限元软件,行运动生物力学分析。表面轮廓重建模型,可用于胫骨平台假体的设计。结论在Mimics软件中所获得的3种三维重建模型,为进行有限元分析、手术过程模拟、快速原型制造等奠定了数字模型基础。