用改进的耦合水平集方法从MSCT中分割左心室

新型的多层螺旋CT(MSCT)能提供含有时间信息的四维CT成像数据,可用于动态心、肺功能的分析,但如何从中自动或半自动地精确分割出心脏和肺等器官是研究成功的关键。提出一种基于改进的耦合水平集自动分割方法(ICLS),从心脏MSCT数据集中精确提取左心室腔和心肌。根据层片间的结构连续性,自动定位并获取左心室腔的粗轮廓,作为水平集的初始化轮廓,同时,将腔粗轮廓和左心室先验知识融合到耦合水平集中,自动获取左心室内外膜的精确边缘。在8例256层MSCT三维心脏数据集上的实验表明I,CLS模型对血腔的分割结果和手工分割结果的平均相似度在95%以上,心肌的平均相似度在90%以上;分割结果的三维表面重建验证了ICLS方法提取出的左心室具有良好的各向同一性和完整性。

64层螺旋CT冠状动脉CTA显示心肌低灌注现象的分析

目的分析64层螺旋CT冠状动脉CTA的图像,总结显示心肌低强化现象的情况,并通过综合评价心肌强化情况与CTA冠状动脉血管图像,判断冠状动脉狭窄对于心肌血供影响的情况。方法回顾性分析2009年1月～2012年12月,在太原市中心医院进行64层螺旋CT冠状动脉CTA检查并行冠状动脉血管造影检查的39例临床可疑冠心病患者的CTA图像,心肌图像按17段分段法重建,对强化后的心肌密度进行测量,并记录CT值,以低于临近节段心肌密度30hu为低强化区域。结合冠状动脉血管造影检查结果,对于发现的冠状动脉狭窄段相对应的供血区心肌密度与相邻正常节段心肌密度进行两组均数分析。综合分析冠状动脉CTA血管及心肌图像,判断冠状动脉狭窄对心肌灌注造成的影响。结果 39例患者均在1周内接受了冠状动脉CTA及血管造影检查。冠状动脉血管造影显示有意义的冠状动脉狭窄63段。39例患者的CT图像,经过重建,共得到663段心肌图像,其中1段心肌图像测量出脂肪密度,干扰低强化现象的分析,排除在外,其他662段心肌图像共显示低强化心肌87段,提示心肌灌注不足,其中71段显示为心内膜下低强化区,16段显示为透壁低强化区,低强化区平均CT值为(66.0±32.1)hu。其他各段心肌未见明显低强化区,CT值最低(95.2±25.8)hu,最高(122.1±26.6)hu,平均CT值为(108.18±8.83)hu。经过两组均数比较,t=5.150,P<0.001,低强化区与正常强化区心肌CT值之间差异有统计学意义。结论在进行64层螺旋CT冠状动脉CTA检查过程中,综合评价冠状动脉血管及心肌强化CT图像,可以在一定程度上反映心肌血供情况,为临床治疗提供更多诊疗信息。

心室肌的大体与显微的层次解剖研究

目的:通过对心室肌的大体解剖与组织学切片显示心室肌纤维的层次走向,比较心肌传统概念与心肌带理论的差异。方法:(1)应用大体解剖、组织切片HE染色、虚拟切片扫描方法显示心室肌的纤维走向及层次构造。(2)将防腐固定后的成人正常心脏顺心肌纤维方向分层解剖心肌,使之展开成带,验证心肌带理论。结果:将防腐固定的成人正常心脏经改良的解剖方法解剖,可解剖出一条完整的心肌带,分为2个环,4个段。心肌带呈螺旋走向。用大体解剖与组织切片HE染色、虚拟切片扫描显示右心室肌起始于纤维三角为一条单层肌肉带,左心室肌分为三层肌纤维起始于纤维三角与纤维环,肌纤维从纤维三角与纤维环持续由外向内转变呈现为一种交错结构,纵行的浅层心肌纤维在心尖以90°的角返回心底方向,构成深层心室肌形成肉柱,部分心肌纤维斜、横行构成中层心室肌。三者在心尖呈现出一种螺旋形结构。应用虚拟切片扫描技术能完整、清楚地显示心室肌某一切面的结构走向。结论:心肌传统理论与心肌带理论并未完全冲突,心肌带理论的降段、左室断、升段与传统理论的浅、中、深三层相对应。

小鼠心室肌脱细胞化细胞外基质薄片的制备和评价

心肌细胞外基质(extracellular matrix,ECM)可由心肌经脱细胞处理制得,被广泛认为是一种理想的制备工程心肌的生物支架材料。然而目前的脱细胞方法尚存在不足,本研究拟联合使用经典去垢剂改良脱细胞方法,制备性能更为优良的心肌ECM薄片,以用于构建工程心肌片。用振荡切片机将包埋于低熔点琼脂糖中的成年昆明小白鼠心室肌组织沿心脏横轴切成300μm厚的薄片,随机分为正常对照组、SDS脱细胞组(0.1%SDS处理)和改良脱细胞组(0.1%SDS和0.5%Triton X-100联合处理)。通过总RNA和总蛋白质含量分析、HE染色和免疫荧光染色等方法评估各组的脱细胞程度和ECM成分保留状态;将改良脱细胞组ECM与小鼠胚胎干细胞源心肌细胞(murine embryonic stem cell-derived cardiomyocytes,m ES-CMs)和小鼠胚胎成纤维细胞(murine embryonic fibroblasts,MEFs)共培养以检测其生物相容性。结果显示:SDS脱细胞组和改良脱细胞组ECM中残留的总RNA及蛋白质含量均低于对照组。HE染色结果显示改良脱细胞组核质去除较SDS脱细胞组更彻底。改良脱细胞组可见胶原蛋白IV和层粘连蛋白两种ECM关键成分表达量和分布接近正常心肌组织,而SDS脱细胞组中这两种蛋白明显减少且分布紊乱。m ES-CMs和MEFs能存活于改良脱细胞组ECM表面12天以上并向内迁移。综上,SDS和Triton X-100联合脱细胞法制备ECM薄片效果明显,能更好地保留天然ECM成分和结构,具有良好的生物相容性。