3D-slicer联合智能手机辅助定位下神经内镜血肿清除术治疗高血压性基底节区脑出血的临床疗效分析

目的分析将3D-slicer联合智能手机辅助定位下神经内镜血肿清除术应用于高血压性基底节区脑出血的手术价值。方法随机选取2020年1月—2024年1月晋江市医院(上海市第六人民医院福建医院)神经外科收治的100例高血压性基底节区脑出血患者为研究对象,根据手术方法分为对照组和研究组,各50例,对照组实施小骨窗开颅脑内血肿清除术治疗,研究组实施3D-slicer+智能手机辅助定位下神经内镜血肿清除术治疗。分析两组手术效果、神经功能、预后效果、脑微循环指标及并发症。结果研究组手术时间短于对照组,术中出血量少于对照组,血肿清除率高于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。研究组神经功能缺损量表评分、格拉斯哥昏迷量表评分及Warlow修订量表评分优于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。研究组血小板计数和纤维蛋白原水平低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。研究组并发症发生率为6.00%(3/50),低于对照组的20.00%(10/50),差异有统计学意义(χ^(2)=4.332,P<0.05)。结论将3D-slicer联合智能手机辅助定位下神经内镜血肿清除术应用于高血压性基底节区脑出血治疗中,有术时短、出血少,血肿清除率高的优势,利于脑微循环的有效灌注和并发症率降低,能显著提高远期预后。

3D-Slicer技术助诊常规MRI未确诊的颅内巨大动脉瘤临床案例分析

颅内巨大动脉瘤(GIAs)是目前手术最难处理的脑血管病变之一。尽管显微外科技术取得了显著的进步,但相应的手术发病率和死亡率仍然高达20%。3D-Slicer是一种用于医学图像可视化和分析的软件,本文报道由3D-Slicer技术助诊常规MRI未能确诊的GIAs 1例,指导临床对于颅内动脉瘤尤其是巨大血栓性动脉瘤的夹闭和切除,具有非常好的应用发展前景。

3D Slicer三维影像重建技术分析骨半规管及前庭导水管的解剖学意义

目的探讨3D Slicer三维影像重建技术分析骨半规管及前庭导水管的解剖学意义。方法收集40例(男女各20例)无内耳器质性病变的病人的80侧颞骨的高分辨率计算机断层扫描(HRCT)数据,应用3D Slicer软件进行三维重建,并测量内听道重要解剖结构三维空间定位数据。结果三维模型显示,内听道后唇呈椭圆形,后缘锐利,位置固定,较易识别。选择三维模型内听道后唇为P点,男性P点至前庭导水管的距离为(9.412±1.687)mm、至后半规管的距离为(10.422±1.701)mm;内听道的长度为(9.847±0.870)mm。女性P点至前庭导水管的距离为(9.068±1.133)mm、至后半规管的距离为(9.858±1.089)mm;内听道的长度为(8.727±0.964)mm。男性和女性上述测量结果均无统计学差异(P>0.05)。结论内听道后壁至前庭导水管的距离比到后半规管更短,提示术中磨除内听道后壁时更容易导致前庭导水管的损伤。前庭导水管外口和内淋巴囊靠近内听道后壁的硬脑膜,提示术中剪开硬脑膜时应避免造成损伤。

3D Slicer多模态影像融合技术在脑膜瘤手术中的应用

目的探讨3D Slicer多模态影像融合技术在颅底脑膜瘤或巨大脑膜瘤手术治疗中的应用效果。方法回顾性分析2016年6月至2019年5月应用3D Slicer多模态影像融合技术辅助手术治疗的12例颅底脑膜瘤或巨大脑膜瘤的临床资料。术前完善头颅CT、MRI、TOF-MRA、DTI序列检查,将得到的DICOM格式的影像学数据,应用3D Slicer软件进行处理,对肿瘤、相邻颅骨、重要动脉、颅神经、静脉、静脉窦、锥体束进行多模态融合和三维重建,明确肿瘤与周围结构的关系,通过3D虚拟可视化图像,模拟手术入路,精准术前规划,辅助进行手术治疗。结果12例中,肿瘤全切除10例(83.33%,10/12),次全切除2例。无手术死亡病例,无术区血肿及颅神经损伤。术后出现对侧肢体肌力下降或原有偏瘫症状加重2例,经治疗后肌力恢复正常。12例术后随访6个月,未见肿瘤复发或增大。结论对于颅底脑膜瘤或巨大脑膜瘤的手术治疗,3D Slicer多模态影像融合技术可以帮助制定详尽的术前规划,减少手术并发症,提高肿瘤的全切除率。

运用Slicer 3D重建技术实现三叉神经痛神经血管关系术前可视化

目的探讨Slicer软件和3D重建技术在术前明确三叉神经痛(TN)患者的神经血管关系(NVR)中是否比稳态捕获快速MRI成像(MRI FIESTA)具有更高的准确性。方法研究纳入40例行术前MRI FIESTA和显微血管减压术(MVD)患者。术前使用3D Slicer软件重建和MRI分别确定神经血管关系和责任血管,结果与术中发现进行比较。结果在明确NVR方面,MRI FIESTA与术中发现的一致性(kappa值k=0.232),而3D重建与术中发现一致性(k=0.633)。两种方法一致性无显著差别(c2=8.09,P=0.088)。在明确责任血管方面,MRI FIESTA与术中发现的一致性(k=0.373),而3D重建与术中发现的一致性(k=0.922),两种方法一致性有显著差异(c2=82.01,P=0.000)。在明确NVR方面,MRI FIESTA的敏感性与特异性分别为87.2%和100%;3D重建的敏感性与特异性均为100%。结论在术前明确NVR和责任血管中,3D重建技术比MRI FIESTA具有更高的准确性。3D重建技术与术中发现一致,对术前决策和制定手术计划更有帮助。

基于3D Slicer软件鞍底重建在经鼻蝶垂体瘤切除术中的指导意义

目的探讨3D Slicer软件在经鼻蝶垂体瘤切除术前模拟及制定手术规划中的应用价值。方法行经鼻蝶垂体瘤切除术的12例患者(男5例,女7例),术前运用3D Slicer软件联合原始影像检查数据进行三维重建,获得立体可视化模型,充分展示鞍底及周围血管等结构的三维空间位置关系,进而制定、完善手术方案,并模拟手术操作。结果本组患者均按最佳的模拟手术方案进行手术,顺利完成神经内镜下肿瘤切除。患者术后均未出现严重并发症,术后24 h内复查颅脑CT显示鞍底骨窗位置满意,术区未新增出血。结论运用3D Slicer软件进行经鼻蝶垂体瘤术前影像三维重建,并辅助制定手术计划;通过模拟手术入路,可帮助外科医生获得更加丰富、直观的可视化解剖信息,提高手术的成功率。

3D Slicer三维影像重建在颅内动脉瘤夹闭术中的应用

目的 探讨3D Slicer三维影像重建技术在颅内动脉瘤开颅夹闭术中的应用价值。方法 回顾性分析2020年7~9月经翼点入路开颅夹闭术治疗的12例颅内动脉瘤的临床资料。术前利用3D Slicer软件三维重建动脉瘤模型及其周围血管和部分骨性结构,并模拟手术入路,显示手术视野下动脉瘤与毗邻结构的位置关系;术中参考立体模型,寻找动脉瘤并根据解剖结构实时定位,实现精准夹闭。结果 12例均顺利完成三维影像重建,将三维模型与术中所见进行对比,9例正确反映术中真实解剖情况,3例术中对比效果欠佳,小动脉瘤(直径<5 mm)以及小血管重建效果相对较差,但是动脉瘤周围主要血管结构对比一致。12例动脉瘤均顺利实施开颅夹闭术,术中没有出现动脉瘤破裂。术后次日复查颅脑CTA示载瘤动脉通畅,未见新增出血,动脉瘤夹闭良好。术后3个月,复查CTA未见动脉瘤复发;GOS评分5分8例,4分3例,3分1例。结论 3D Slicer三维影像重建制作的颅内动脉瘤三维立体模型,可获得更多的立体解剖信息,加深对病变局部解剖的认识,指导制定手术计划,减少术中动脉瘤破裂的风险,提高手术效果。

基于3D Slicer软件探讨高血压脑出血血肿体积诊断的准确性

目的评估CT诊断报告中关于高血压脑出血血肿体积统计的准确性。方法回顾性分析117例高血压脑出血患者头颅CT影像科报告,调取CT扫描原始数据后运用3D Slicer软件进行脑内血肿三维结构重建,精确统计血肿体积;依据软件计算血肿体积大小分组与影像科CT诊断报告进行统计比对,评估影像科统计血肿体积的偏差程度。结果117例高血压脑出血头颅CT扫描原始数据运用3DSlicer软件进行三维重建并体积计算均可在较短时间内完成(用时最长242.4s;最短21.98s;平均78.57±40.91s),其中最小出血量为0.62ml;最大出血量为166.03ml;平均出血量为33.79±3.12ml;影像诊断报告中最小岀血量为1ml;最大出血量为190ml;平均37.66±3.48ml;两者有显著性差异,且差异程度与血肿量大小无明显相关性c结论基于3DSlicer软件可以在较短时间内实现血肿三维结构重建并较准确统计血肿体积,操作简便易行,可以为高血压脑出血治疗策略的选择提供客观准确的血肿量依据。

影像融合技术在颅内多发动脉瘤破裂出血后责任动脉瘤判断中的应用

目的探讨影像融合技术在颅内多发动脉瘤破裂出血后责任动脉瘤判断中应用效果。方法2016年1月至2020年8月前瞻性收治颅内多发动脉瘤破裂出血57例,术前将CT及CTA扫描DICOM格式原始数据导入3D Slicer软件进行影像融合,判断出血责任动脉瘤,并与开颅手术记录进行对比。结果融合影像可以精确地显示蛛网膜下腔血肿与动脉瘤的关系。57例中,54例(94.7%)融合影像判断责任动脉瘤与手术记录一致,3例不一致(1例出血量小、2例出血量过多,无法根据血肿与动脉瘤的空间关系判定责任动脉瘤)。结论颅内多发动脉瘤破裂出血病人,应用3D Slicer软件将CT与CTA数据进行影像融合,可以精确显示血肿与动脉瘤的空间关系,有助于判断破裂出血的责任动脉瘤。

三维多模态影像重组技术在颅底手术教学中的应用效果分析

目的探讨三维多模态影像重组技术在颅底手术教学中的应用效果。方法连续纳入2019年1—12月在首都医科大学宣武医院神经外科颅底和肿瘤中心轮转的培训人员60名作为研究对象,均为男性,其中博士研究生22名、硕士研究生8名、"专科医师规范化培训"医师10名、轮转进修医师(均为主治医师) 20名。通过简单随机方法,将60名培训人员平均分为对照组和观察组,各30名。对照组采用传统的方法,结合手术录像讲解术前影像;观察组在传统教学方法基础上增加三维可视化教学内容。使用三维Slicer软件将患者术前影像数据进行三维重组,模拟正常的颅脑解剖以及手术入路。每次教学活动结束后,对两组培训效果进行评价。评估指标分为客观(理论考试)及主观(能力的自我评价)两部分,理论考试分为笔试(占60%)、影像资料解读和病情分析(占40%)。主观评价项目为解剖基础、影像解读、手术入路制定、手术操作注意事项、手术并发症的预防等,分为显著提高、提高一般和无提高。结果 (1)观察组笔试、影像资料解读和病情分析成绩均优于对照组,差异均有统计学意义[笔试:(52.0±2.5)分比(48.8±3.2)分,t=4.359;影像资料解读和病情分析:(32.4±0.3)分比(27.4±0.6)分,t=7.122;均P <0.01]。(2)两组培训人员经培训后均认为能力有所提高。观察组解剖基础、影像解读、手术入路制定、手术操作注意事项及并发症预防方面显著提高比例均高于对照组,组间差异均有统计学意义[解剖基础:86.7%(26/30)比40.0%(12/30),χ~2=14.067;影像解读:80.0%(24/30)比33.3%(10/30),χ~2=13.030;手术入路制定:93.3%(28/30)比46.7%(14/30),χ~2=15.556;手术操作注意事项:93.3%(28/30)比33.3%(10/30),χ~2=23.254;并发症预防:86.7%(26/30)比36.7%(11/30),χ~2=15.864;均P <0.01]。结论利用术前影像对病变进行三维Slicer重组,可以准确了解病变周围的解剖结构。通过三维重组模拟病变,有利于对培训人员的教学,可明显提升教学效果和能力。

ITK和VTK及其应用新进展

在国外,基于ITK和VTK的3D Slicer和IGSTK两个软件主要应用于为医学图像分析、图像导航手术和微创手术。对ITK和VTK的现状、安装、开发技术作了详细的综述,并介绍了3D Slicer和IGSTK的主要功能和临床应用,为图像引导临床诊断的研究应用指明方向。

基于Web的内耳解剖结构的三维可视化

目的作为虚拟现实在医学领域的尝试,本文利用VRML实现了基于Web的内耳解剖结构的三维可视化。方法分别对单层切片进行感兴趣区的轮廓提取,并将提取处理后的体数据导入3D Slicer,重建组织的三维表面模型,并将获得三维模型并导入VRML。结果各结构三维模型均可通过嵌入Web的VRML浏览器进行浏览,并可进行旋转、缩放等三维交互式操作。

基于积分视场单元的三维天文成像光谱技术

近年来,三维成像光谱技术主要是发展和采用积分视场单元方法,即将视场内的展源目标连续切割成若干单元,重新排列后进入光谱仪器,同时获得展源的高分辨率三维数据立方体(x,y和λ)。相对于传统的技术方法,这种基于积分视场单元的三维成像光谱技术进行一次观测可以同时获取天体各处的二维空间信息和光谱信息。采用积分视场单元虽然在光谱数据处理上会带来很多困难,但由于其在观测时间和效率上具有明显的优点,因此值得采用。该文简要介绍了三维成像光谱技术的原理;评述了目前实现三维成像光谱的三种不同类型的技术系统:小透镜阵系统、光纤加小透镜阵系统、像切分器系统,重点介绍了像切分器系统的有关情况;最后展望了三维成像光谱技术在天文学上的应用。

医学图像三维重建系统的研究进展

目前二维断层图像已无法满足临床诊疗的需求,而利用医学图像三维重建系统构建人体模型的方法可有效提高临床诊疗的效率。该综述首先对医学图像三维重建软件进行概述,然后介绍目前Mimics、3DSlicer、Simpleware及Amira这4款医学图像三维重建软件用于三维重建及辅助临床诊疗的主要功能,接着对比分析每个软件存在的优势与不足,最后总结医学图像三维重建软件辅助临床诊疗的可行性和有效性,并提出改进方法和未来展望。

像切割器技术积分视场三维光谱仪

基于国内外积分视场技术的发展趋势,搭建了积分视场三维光谱技术实验平台,进行积分视场单元——像切分器的设计、加工以及性能检测方法与定标方法的研究。设计并制作完成了九切分单元像切割器,通过模拟望远镜输入端,进行了系统的性能分析,并进行了三维光谱数处理和定标。系统杂散光控制较好,总体光学效率高于40%。

光纤图像分割器的透过率分析与测试

以1×2(输入端为一列2 000根光纤,输出端为两列1 000根光纤)光纤图像分割器为例,分析了器件在传输图像过程中产生的四种损耗(吸收损耗、全反射损耗、散射损耗、端面菲涅耳损耗),并在理论上计算出以波长λ=632.8 nm的H e-N e激光做光源时器件的整体透过率为54.56%,与实验所测值51.46%基本吻合,从而证明了自行设计测试装置的可行性。最后给出了提高光纤图像分割器透过率需遵循的基本原则。

光纤像切分器特性分析

选取40/45μm、50/55μm、60/65μm和70/75μm高-OH纤芯薄包层光纤构成光纤像切分器,计算了LAMOST高分辨率光谱仪H iRES采用光纤像切分器前后的光效率,分析了位置误差对光纤像切分器光效率的影响,结果显示,光纤像切分器能够有效提高高分辨率光谱仪光效率,具有无离焦、结构简单、易制造和易安装的优点。

医学3D打印在颅内浅表病变切除术中的价值

目的 探讨基于医学3D打印所设计的新型导向板在神经外科中的价值。方法 选择厦门大学附属第一医院神经外科颅内占位患者的影像数据,通过计算机3D转化后打印成型。术前将打印的导向板放置患者颌面部,辅助病变边界定位。结果 共纳入32例患者,所设计的3D导向板与皮肤贴合准确,皮肤切口均按照术前导向板指引设计,2例病变位置较深进行了皮肤扩切,其余切口均一次性完成,术后未出现血肿、颅内感染等严重并发症。结论 医学3D打印导向板可以辅助颅内浅表病变定位,在神经外科手术中具有一定的价值。

相干色散光谱仪中像切分器的设计与优化

像切分器是天文高透过率光谱仪中的重要光学器件之一,可以有效提高仪器的分辨率和能量透过率,但对其成像缺陷问题的研究较少。本文重点研究了目前广泛应用的Bowen⁃Walraven型和简化型像切分器中存在的切分像离焦和物点重复两类成像缺陷,发现这两种缺陷造成了实际切分像宽大于理论像宽,降低了系统的能量透过率和分辨率。为了降低成像缺陷对系统的影响,本文针对用于系外行星探测的相干色散光谱仪系统,分析了反射腔厚度和入射角与离焦和物点重复两类问题的关系,推导了光学反射腔厚度的通用设计公式。同时针对项目需求,仿真模拟了不同焦比和切分数量下的离焦和物点重复情况,发现在F/24和45°入射角条件下,切分像的离焦和物点重复现象较为均衡,是相对理想的选择。该结论为高分辨率光谱仪中像切分器的设计提供了通用设计思路,具有较重要的应用参考价值。

立体定向电极规划中的神经纤维束示踪

目的基于患者的弥散张量成像数据(diffusion tensor imaging,DTI),在立体定向电极手术置入规划过程中提供电极触点周围神经纤维束信息,以帮助医生在更全面掌握脑解剖结构和神经连接情况的基础上制定电极植入规划方案。方法基于3D Slicer的软件框架和模块化的设计思想,设计了一个可用于计算和呈现电极周围神经束的处理模块。在模块中根据手动规划的立体定向电极路径计算各触点位置的空间坐标,并呈现电极规划方案中电极触点周围的神经纤维束分布情况。结果在T1加权像上手动选择电极路径后,模块可在影像结构上呈现多支电极路径周围神经纤维束的空间分布和连接情况;并依据电极路径在二维影像上的投影位置及斜切面模式下的显示结果,呈现电极与神经纤维束和影像结构之间的相对位置关系。结论本文的处理模块可在结构像基础上进一步提供手动选择路径中电极周围纤维束的空间位置及分布范围的信息,辅助医生规划与调整电极置入路径。