学术投稿

基于体积变化的四维计算机断层图像重建

张书旭;余辉;杨俊;周凌宏;张海南;林生趣

关键词:四维计算机断层图像, 运动伪影, 图像重建, 放射治疗, 肺癌
摘要:背景:目前还没有国产的四维计算机断层图像(4D-CT)机,而进口4D-CT系统要求在图像采集过程中监测呼吸信号,因此4D-CT重建只局限于特定少数品牌的进口CT机.另外,呼吸监测装置及4D-CT重建软件价格高昂,限制了这一先进技术在国内的普及应用. 目的:克服现有4D-CT重建系统的缺陷,在普通多螺旋CT上实现4D-CT重建.方法:采用VC++程序设计语言和VTK工具包,开发4D-CT图像重建软件系统.对自由呼吸的患者进行多床位电影模式(Cine模式)扫描,每个床位Cine扫描持续时间约为患者的1个呼吸周期加1 s(4~6 s),在这期间每排CT探测器重建出8~15幅不同时刻(相位)的CT图像.结果与结论:根据体表轮廓和肺组织的体积变化确定CT图像在呼吸周期中的相位,并按相位不同对所有CT图像进行分组,得到一个完整的呼吸周期中多个相位的CT系列,再分别对各相CT图像序列进行三维(3D)重建,即得到了随时间变化的4D-CT系列,它不但明显地消除了运动伪影,而且反映了胸部和腹部脏器随呼吸运动变化的规律.提示基于体表轮廓和肺体积的周期性变化,能在普通螺旋CT上实现4D-CT重建,其重建过程不依赖于外在的呼吸监测装置、不受CT机本身的软硬件限制,具有普遍适用性.
中国组织工程研究杂志相关文献
  • 一种MR图像灰度偏差场的修正方法

    背景:目前的核磁共振图像不可避免会有灰度偏差场存在,会对医学图像的计算机数字处理产生非常不利的影响,如分割、配准、量化等.因此对于这种不利的空间密度变化的修正成为许多图像分析任务必要的预处理步骤.目的:提出一种以图像数据为基础不依赖于模板的复杂图像信号偏差场的修正方法.方法:数据是来源于首都医科大学复兴医院放射影像科,采集于美国GE公司核磁共振设备,所有图像来源于志愿者的核磁共振图像.成像视野250 mm×250 mm,矩阵256×256,层厚1 mm.对核磁共振图像处理目标进行锁定的Mask方法,并借助信息熵的方法实现对核磁共振图像灰度偏差场的有效修正. 结果与结论:通过核磁共振图像实验,证明该方法可以有效准确地修正核磁共振图像灰度偏差场的伪影.实验结果为核磁共振图像计算机分析提供了一种有效的修正灰度偏差场方法,提高了图像分析的准确性和鲁棒性.

    作者:周震;刘春红 刊期: 2010年第26期

  • 体质量指数对全膝人工关节表面置换后功能的影响

    背景:目前有一些研究考虑到了体质量指数对全膝人工关节表面置换后功能的影响,但是大部分病例数较少,随访时间较短.目的:观察体质量指数对全膝人工关节表面置换后功能的影响.方法:选择北京大学人民医院骨关节科收治的骨关节炎患者320例,均接受初次膝关节髌骨置换,其中双膝置换200例,共520个膝关节,左膝置换219个,右膝置换301个.由同一组医生采用同一种假体(均为Scorpio后稳定型膝关节假体)对320例患者行全膝人工关节表面置换治疗.按体质量指数分为4组(超重组:体质量指数25.1~27.0 kg/m2,肥胖组:体质量指数27.1~30.0 kg/m2,病理性肥胖组:体质量指数> 30 kg/m2,对照组:体质量指数< 25 kg/m2).按1989年美国纽约特种外科医院评分标准(HSS),记录置换前及随访时膝关节评分和功能评分,以及膝关节大屈曲度、伸直度数和并发症.结果与结论:320例患者均通过门诊复查进行随访,随访时间12~46个月,平均28.3个月.置换前超重组、肥胖组、病理性肥胖组功能评分较对照组低(P < 0.05),但关节评分无显著性差异.在后的随访中发现,无论膝评分和功能评分各组置换后均明显提高,各组提高的幅度无显著性差异(P > 0.05).肥胖组和病理性肥胖组围置换期并发症明显增高(P < 0.05),181膝中有14膝(9.2%)合并伤口并发症,1膝(0.5%)感染,2膝(1.3%)内侧副韧带损伤,感染发生于置换后10周内并与伤口并发症有关;而超重组258膝中有6膝(2.3%)合并伤口并发症;对照组81膝中有1膝(1%)合并伤口并发症.围置换期无死亡和肺栓塞病例.提示体质量指数对全膝人工关节表面置换后早期的功能恢复无明显影响.

    作者:高辉 刊期: 2010年第26期

  • 短节段椎弓根钉置入内固定结合自体颗粒骨椎体成形治疗胸腰椎爆裂骨折:33例随访结果评价

    背景:短节段椎弓根钉系统置入内固定是治疗脊柱胸腰段爆裂骨折的重要方法之一.但由于椎体复位过程中,形成了椎体内空隙即蛋壳样椎体,使前中柱丧失了结构上的完整性,如不进行有效的植骨重建,则有可能出现内固定物失效及矫正度丢失等并发症.目的:探讨短节段椎弓根钉置入复位固定结合自体颗粒骨椎体成形治疗胸腰椎爆裂骨折的方法及临床效果.方法:采用椎弓根钉棒系统对伤椎进行置入复位后,经过伤椎椎弓根植入自体颗粒骨治疗胸腰椎爆裂骨折33 例,治疗前后行 X 射线摄片观察骨折椎体前后缘及椎体中央高度压缩率变化,Cobb角改善情况及并发症发生情况.结果与结论:置入后末次随访测得椎体前后缘、中央高度压缩率及 Cobb角,与术前相比差异均明显降低(P < 0.05);而与术后即刻相比差异无显著性意义( P > 0.05).29例脊髓神经不完全损伤患者,按美国脊髓损伤协会标准评定,置入后神经功能均有(≥1级)恢复,伤椎椎体高度恢复并维持良好,无植骨操作引起的神经血管并发症.结果说明采用椎弓根螺钉系统复位内固定结合自体颗粒骨椎体成形治疗胸腰椎爆裂骨折,能恢复椎体高度及强度,改善椎体经终板塌陷的复位效果,减少置入后矫正丢失并提高脊柱的稳定性.

    作者:刘平;徐宏光;王弘;杨晓明;丁国正 刊期: 2010年第26期

  • 基于Matlab距骨快速图像分割与动画生成的算法

    背景:骨科手术导航是利用计算机和机器视觉技术,使医师在计算机屏幕的指导下完成接骨手术.为了后续定位工作的开展,首先必须基于CT图像序列在计算机上对下肢骨进行图像分割、三维重建和动画显示,并对其位姿进行测量.目的:在计算机上快速自动地实现距骨图像的分割、三维可视化及动画显示,为建立新型的足部手术导航系统搭建计算机显示平台. 方法:基于足部CT图像序列,提出下列算法并采用Matlab编程实现:①基于大熵原则对足部图像进行阈值分割以提取其中所有足部骨骼.②将形态学算法与Live-wire算法相结合快速自动地从该足部骨骼图像中分割出距骨.③利用移动立方体法对距骨表面进行三维重建.④采用图形学函数生成与显示距骨旋转的动画场景.结果与结论:实验结果表明,上述算法准确度高且以较少的时间在普通 PC机上实现了距骨的三维可视化工作,可应用于足部手术导航的计算机显示平台中.

    作者:戴虹;杨云峰 刊期: 2010年第26期

  • 胸腰椎爆裂性骨折Denis B型伤椎下位椎间盘组织学及影像学特点

    背景:评估伤椎下位椎间盘损伤情况有利于治疗方案的选择,目前有关胸腰椎爆裂性骨折Denis B型伤椎下位椎间盘形态和功能的研究很少.目的:通过观察脊胸腰椎爆裂性骨折Denis B型伤椎下位椎间盘的影像学和组织学特点,探讨伤胸腰椎爆裂性骨折Denis B型椎下位椎间盘的保留价值.方法:纳入18例脊柱爆裂性骨折Denis B型患者,X射线测量伤椎下间隙前、后缘高度和正常椎间隙前、后缘高度;MR表现依据Oner分型进行分级,在MR矢状面T2WI上测量腰椎间盘髓核、纤维环及脑脊液的信号强度,分别计算出髓核、纤维环与脑脊液的信号强度的比值.将伤椎下位椎间盘组织和正常对照椎间盘(5例取自脊柱侧弯及脊柱肿瘤)组织进行苏木精-伊红染色,观察椎间盘髓核的组织学改变并行Boos评分;以阿辛蓝染色法测量图像阳性吸光度(A)值.结果与结论:X射线平片表现为伤椎下位椎间隙前缘及后缘高度与正常椎间隙差异无显著性意义(P >0.05).18例伤椎下位椎间盘MR表现为OnerⅠ型即间盘形态完整,无Ⅱ~Ⅴ型病例.伤椎下位椎间盘纤维环/脑脊液的信号强度比、伤椎下位椎间盘髓核/脑脊液的信号强度比与正常椎间盘差异均无显著性意义(P > 0.05).伤椎下位椎间盘髓核组织与正常椎间盘髓核组织Boos评分、阿辛蓝染色A值差异无显著性意义(P > 0.05).X射线平片、CT、MRI提示Denis B型伤椎下位椎间盘无明显损伤,形态完整,信号强度正常,组织学提示其结构完整具有良好的保留价值.

    作者:张亮;靳安民;高梁斌;李健;张志 刊期: 2010年第26期

  • 数字化三维重建钛网在大面积颅骨缺损修补中的应用

    背景:数字化三维重建钛网修补大面积额颞顶部颅骨缺损时能大限度地达到生理解剖形态上的成型.目的:通过与传统手工塑形钛网比较,观察数字化三维重建钛网在大面积颅骨缺损修补中的临床应用效果.方法:109例颅骨缺损患者按照不同的成形方法随机分为两组:手工塑形组大面积额颞顶部颅骨缺损患者60例:采用手工塑形钛网修补;数字化三维成形组49例:采用数字化三维重建钛网,通过计算机三维重建、将钛网制成个性化颅骨修复体进行修补.结果与结论:手工塑形组手术时间、手术并发症发生率及塑形满意度分别为108 min,22%,67%;数字化三维成形组分别为78 min,4%,100%.数字化三维成形组在手术时间及并发症发生率上明显低于手工塑形组,在塑形满意度则明显增高 (P < 0.05).结果说明,数字化三维重建钛网修补颅骨缺损节约了手术时间、术后并发症少、患者满意度高.

    作者:彭雅滨;毛小林;王晓峰;杨术真;王军;陈勃勃 刊期: 2010年第26期

  • 适于推拿手法细胞力学加载装置模型的设计与构建

    背景:目前对推拿手法作用机制的研究多着眼于软组织、骨关节、神经、血管等宏观层面,从微观细胞学水平进行研究的鲜有报道.目的:研究一种适用于推拿手法进行体外细胞力学加载实验的装置,为在细胞学水平开展手法作用研究寻找新的途径和方法.方法:模拟血管内皮细胞在血管内壁的分布形式,将人脐静脉内皮细胞接种在自制弹性培养管内培养成活,建立了与血管弹性相似的血管模型,用与肌肉弹性系数相同的弹性海绵材料模拟血管外组织,将血管模型置入模拟组织中间,在模拟组织表面直接实施手法,进而刺激模拟血管中的人脐静脉内皮细胞,大限度地再现细胞在体内的受力环境.结果与结论:运用弹性软体血管模型,成功建立了适于推拿手法的细胞力学加载模型.该模型的建立,解决了宏观手法力无法对微观细胞进行加载的关键问题,为研究推拿手法的细胞分子作用机制开辟了新的途径.

    作者:马惠昇;张宏;严隽陶;沈国权 刊期: 2010年第26期

  • 锁定加压接骨板与解剖型接骨板治疗股骨转子间骨折:107例比较

    背景:对于股骨转子间骨折特别是老年股骨转子间骨折,由于其处于应力集中部位且为松质骨,寻求一种能坚强固定且创伤小的方式一直是骨科同仁努力探索的方向,近几年文献报道解剖钢板用于转子间骨折较多,但锁定加压接骨板鲜有报道. 目的:比较锁定加压钢板与解剖钢板治疗股骨转子间骨折疗效的差异. 方法:2005-03/2008-06应用解剖钢板及锁定加压钢板治疗股骨转子间骨折107例,其中应用解剖钢板固定62例,应用锁定加压钢板治疗45例.解剖钢板为德国Link公司产品,材料为不锈钢;锁定加压钢板为中国威高骨科材料有限公司产品,材料为钛合金.比较两种钢板用于治疗股骨转子间骨折的手术参数及内固定后随访结果.结果与结论:两组患者内固定后随访6个月~2年,平均13个月.解剖钢板组出现螺钉松动、退钉,髋内翻畸形愈合7例,不愈合2例,深静脉血栓形成2例,内固定后切口感染1例;锁定加压钢板组轻度髋内翻畸形愈合1例,深静脉血栓形成1例.锁定加压钢板组内固定后并发症发生率明显低于解剖钢板组(P < 0.05),且锁定加压钢板组终髋关节功能优良率明显高于解剖钢板组(P < 0.05).由此可见应用锁定加压钢板治疗股骨转子间骨折,特别是对于老年骨质疏松患者,较解剖钢板治疗有固定更加确切可靠及并发症少的优点.

    作者:窦永峰;孟涛;王志刚;耿晓鹏;张锴;李贤让 刊期: 2010年第26期

  • 微创全髋关节置换与常规全髋关节置换比较:30例经验的提示

    背景:国内已有部分医院采用微创进行髋关节置换,但切口大小报道不一,位置也不尽相同.目的:比较微创全髋关节置换与常规全髋关节置换的置换指标及短期临床随访结果.方法:对30 例30髋进行微创全髋关节置换,同期30例30髋采用常规后外侧入路行全髋关节置换,两组患者年龄、性别及体质量指数均衡(P > 0.05),疾病谱相似.两组病例均采用施乐辉公司生产的非骨水泥型假体,比较两组病例的术中出血量、置换时间、切口长度、置换后早中期的功能锻炼情况及影像学评价结果.结果与结论:微创组与常规组的切口长度、术中出血量、引流量及输血量的差异有显著性意义(P < 0.05),微创组均优于常规组;两组患者置换时间、置换后影像学评价及髋臼角测量差异均无显著性意义(P > 0.05).微创全髋关节置换组置换后早期功能恢复较常规全髋关节置换组快,而中期结果相似.置换后及随访时两组假体位置均良好.微创全髋关节置换组除有2例患者术中发生切口近端皮肤擦伤.提示微创全髋关节置换创伤小,围手术期出血少,切口小且不影响假体位置及置换后早期功能锻炼,可选择性用于部分病例的人工全髋关节置换.但应严格选择置换适应证,由拥有相应设备条件的医院及有一定经验的医生开展.

    作者:陈凯;梁文清;李健;蔡郑东;华莹奇;郑龙坡 刊期: 2010年第26期

  • 人工关节磨损钛微粒诱导破骨的分子生物学机制

    背景:人工关节磨损微粒可刺激人单核巨噬细胞产生大量炎性破骨细胞因子,导致假体周围骨溶解,但其具体作用途径尚不清楚.目的:分析钛微粒诱导溶骨的分子生物学机制.方法:巨噬细胞与清洁钛微粒、细菌内毒素结合钛微粒和细菌内毒素联合培养.4,8,16,32 h采用反转录聚合酶链反应技术和电泳迁移率变动分析法检测巨噬细胞核激活因子受体mRNA、骨保护素mRNA表达及核转录因子κB DNA的结合活性.结果与结论:清洁钛微粒刺激巨噬细胞核激活因子受体 mRNA与骨保护素mRNA比例失衡,促进溶骨.细菌内毒素组并未检测到核激活因子受体 mRNA表达,4 h时骨保护素mRNA表达轻度一过性增加,提示细菌内毒素并未通过核激活因子受体/骨保护素信号系统调控溶骨,而更多的通过核转录因子κB/炎性细胞因子信号通路,诱发溶骨.细菌内毒素结合钛微粒后,两种溶骨信号机制可能同时发生,并协同作用.

    作者:王钢;蔡青;刘世清 刊期: 2010年第26期

  • 多轴锁定接骨板置入治疗较短胫骨远端干骺端骨折:同一机构1年32例资料回顾

    背景:经皮微创单轴锁定接骨板固定技术已被广泛应用于治疗复杂的胫骨远端干骺端骨折.对于比较小的胫骨远端干骺端骨折,单轴锁定接骨板有时无法提供足够的固定强度和稳定.目的:观察多轴锁定接骨板治疗较短的胫骨远端干骺端骨折块的临床应用效果.方法:应用多轴锁定接骨板治疗32例伴较短干骺端骨折块的胫骨远端骨折,骨折部位距离胫骨远端关节面的平均长度为 11 mm,共有9例开放性骨折.所有骨折均涉及胫骨远端的干骺端,其中14例累及踝部.21例胫骨远端骨折使用经皮微创接骨板技术治疗,11例使用传统的切开复位内固定技术治疗.观察切口愈合情况及围手术期并发症,随访直到骨折愈合.随访采用AOFAS踝部评分标准对结果进行评估.结果与结论:所有骨折均愈合,愈合的时间为10~20周,平均14周.经皮微创接骨板技术组的骨折愈合时间明显短于切开复位内固定组(P < 0.01).闭合性骨折组的骨折愈合时间明显短于开放性骨折组(P < 0.05).患者AOFAS踝关节评分为72~98分,平均功能得分为87.3分.10例患者出现骨折固定后并发症.提示在某些非常短的关节部位的骨折或干骺端粉碎性骨折,多轴锁定接骨板系统可以提供高强度的成角和轴向稳定,并且并发症较少,因此对于这些特殊的胫骨远端干骺端骨折,多轴锁定接骨板具有良好的应用价值.

    作者:高洪;张长青;罗从风;周祖斌;曾炳芳 刊期: 2010年第26期

  • 人工椎间盘置换对腰椎小关节应力影响的三维有限元分析

    背景:近年来随着对脊柱生物力学研究的深入,人工椎间盘被认为是治疗腰椎退行性变较理想的方法,但目前对人工腰椎间盘的生物力学研究还非常有限.目的:建立腰椎运动节段人工椎间盘置换的三维有限元模型并进行生物力学分析,观察人工椎间盘置换对腰椎小关节应力的影响.方法:在已建立的正常腰椎运动节段三维有限元模型的基础上去除L4~5椎间盘、上下终板的有限元单元,加入SB-Chaite Ⅲ型人工椎间盘的有限元模型,保留L4~5椎间隙的纤维环及相关韧带,形成L4~5运动节段人工椎间盘置换的三维有限元模型.对三维有限元模型在垂直压缩、前屈、后伸、侧弯等不同载荷下进行生物力学分析,记录小关节的应力,并与正常运动节段三维有限元模型相应部位的应力进行对比.结果与结论:生物力学分析结果显示,人工椎间盘置换后:①垂直压缩时上下椎体、双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01).②前屈、后伸时上下椎体前、后方及双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01).③侧弯时上下椎体左右两侧及双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01).提示人工腰椎间盘置换后小关节应力可保持在正常运动节段的水平,人工腰椎间盘置换可以达到腰椎生物力学性能重建的目的.

    作者:王华;徐大启;胡建中;李康华;林涨源;雷光华 刊期: 2010年第26期

  • 组合式金属材料外固定支架治疗开放性胫腓骨骨折

    背景:开放性胫腓骨骨折的治疗难度在于既能保证骨折断端的稳定又能保护已遭受损害的残存血运,应用组合式外固定架治疗能够使患者在伤后及早恢复骨性结构,解决软组织损伤较重,污染严重不宜行内固定的难题.目的:观察组合式外固定支架治疗胫腓骨开放性骨折的临床疗效.方法:选择2005-03/2008-12天津市武清区人民医院骨科收治的胫腓骨开放性骨折患者28例,男22例,女6例,年龄23~61岁.均应用组合式外固定器治疗,观察创面愈合及膝、踝关节活动恢复情况;疗效评定标准采用Johner-Wruhs疗效分析法,并注意有无并发症发生.结果与结论:28例患者均获得随访,随访时间8~24个月.其中16例4~6个月达骨性愈合,8例8个月内达到骨性愈合,4例12个月内达到骨性愈合,无骨不连发生,肢体功能恢复满意.Johner-Wruhs评定优18例,良10例.提示应用组合式外固定支架治疗胫腓骨开放性骨折,能够达到早期复位,固定可靠,早期离床活动,减少该类骨折并发症的发生.

    作者:张成;邵会勇;李宗岭 刊期: 2010年第26期

  • 改进快速独立成分分析在胎儿心电提取中的应用

    背景:胎儿心电图是反映胎儿心脏电生理活动的一项客观指标,获取的胎儿心电图受到母体心电的干扰,如何快捷、有效提取出胎儿心电成为重要的研究课题.目的:用改进的快速独立成分分析算法更快速、准确地将胎儿的心电从母体的心电信号中分离出来,以便更准确研究胎儿心电检查胎儿健康状况.方法:建立加入松弛因子和接近性度量函数的快速独立成分分析算法,旨在观察改进后的算法与原始快速独立成分分析算法在分离母体胎儿心电信号时速度和准确性上的区别.结果与结论:实验结果表明,改进后的快速独立成分分析方法能快速、有效从观察到的胎儿心电混合信号中分离出胎儿心电信号,且同时保留了其他信号.

    作者:杜艳琴;黄华 刊期: 2010年第26期

  • 脊柱稳定训练与脊柱骨质疏松压缩骨折治疗效果:个性化方案的意义

    背景:脊柱压缩性骨折后稳定性的重建多采用手术方法,但对于一些保守治疗患者,如何重建其脊柱稳定性?目的:探讨脊柱稳定性训练是否可有效改善椎体骨质疏松性骨折患者的疼痛和运动功能.方法:选择骨质疏松压缩性骨折患者,分成两组,实验组患者接受常规治疗和个体化的脊柱稳定性训练,对照组仅接受常规治疗.对所有受试者治疗前后进行数字疼痛量表,3 m步行计时和Oswestry功能障碍指数评价,对两组评价结果进行统计分析. 结果与结论:共纳入27例患者,实验组16例,对照组11例.统计显示两组基线无显著性意义.经过4周的治疗,实验组3m步行计时和Oswestry功能障碍指数明显低于对照组(P < 0.05).但两组数字疼痛量表评估和变化程度差异无显著性意义(P > 0.05).说明经过治疗后,两组患者症状和功能均有改善,但个性化脊柱稳定性的训练配合传统治疗可更有效改善骨质疏松骨折患者运动功能,并减少骨质疏松症患者腰椎骨折的疼痛.

    作者:杨霖;杨永红;何红晨;喻鹏铭;何成奇 刊期: 2010年第26期

  • 唑来膦酸与帕米膦酸二钠治疗恶性肿瘤骨转移疼痛:疗效与安全性对比的Meta分析

    背景:肿瘤骨转移是癌性疼痛的主要原因之一,第三代双磷酸盐的唑来磷酸与第二代的帕米膦酸二钠对治疗恶性肿瘤骨转移引起的疼痛有着给药时间短、给药剂量小、作用时间长的临床特点.目的:评价唑来膦酸和帕米膦酸二钠治疗恶性肿瘤骨转移引起的骨痛所产生的不良反应和安全疗效.方法:计算机检索Cochrane Library,PubMed,EMBase,中国生物医学文献数据库(CBM)中文期刊全文数据库和中文科技期刊全文数据库等数据库,手工检索所有纳入文献的参考文献.纳入唑来膦酸与帕米磷酸钠治疗恶性肿瘤骨转移引起的骨痛的随机对照试验.评价纳入研究的方法学质量并进行资料提取后,采用RevMan5.0软件进行Meta分析.结果与结论:共10个随机对照试验2 731例患者纳入研究,其中3个随机对照研究来自美国,另7个来自中国;且10篇RCT 存在偏倚的可能性均为中等程度.唑来膦酸组与帕米膦酸二钠组治疗恶性肿瘤骨转移疼痛在完全缓解率,部分缓解率和总的有效率方面差异均无显著性意义(RR=1.59,95% CI:0.91~2.80;RR=0.95,95% CI:0.81~1.12;RR=1.04,95% CI:0.97~1.12).在不良反应方面也无显著性意义,除了头痛外,其RR值和95% CI为(RR=0.82,95% CI: 0.70~0.96).综上,唑来膦酸有效率及不良反应发生率与帕米膦酸二钠相当.

    作者:王凯;王栓科;赵斌;王娜 刊期: 2010年第26期

  • 基于体积变化的四维计算机断层图像重建

    背景:目前还没有国产的四维计算机断层图像(4D-CT)机,而进口4D-CT系统要求在图像采集过程中监测呼吸信号,因此4D-CT重建只局限于特定少数品牌的进口CT机.另外,呼吸监测装置及4D-CT重建软件价格高昂,限制了这一先进技术在国内的普及应用. 目的:克服现有4D-CT重建系统的缺陷,在普通多螺旋CT上实现4D-CT重建.方法:采用VC++程序设计语言和VTK工具包,开发4D-CT图像重建软件系统.对自由呼吸的患者进行多床位电影模式(Cine模式)扫描,每个床位Cine扫描持续时间约为患者的1个呼吸周期加1 s(4~6 s),在这期间每排CT探测器重建出8~15幅不同时刻(相位)的CT图像.结果与结论:根据体表轮廓和肺组织的体积变化确定CT图像在呼吸周期中的相位,并按相位不同对所有CT图像进行分组,得到一个完整的呼吸周期中多个相位的CT系列,再分别对各相CT图像序列进行三维(3D)重建,即得到了随时间变化的4D-CT系列,它不但明显地消除了运动伪影,而且反映了胸部和腹部脏器随呼吸运动变化的规律.提示基于体表轮廓和肺体积的周期性变化,能在普通螺旋CT上实现4D-CT重建,其重建过程不依赖于外在的呼吸监测装置、不受CT机本身的软硬件限制,具有普遍适用性.

    作者:张书旭;余辉;杨俊;周凌宏;张海南;林生趣 刊期: 2010年第26期

  • 控制性降压联合自体血回输在特发性脊柱侧弯矫形中的应用

    背景:特发性脊柱侧凸是青少年较为常见的脊柱畸形,手术矫形是其重要的治疗手段.但手术创伤大、时间长,矫形过程中暴露、剥离组织较多,出血量大,需较大量的输血.为缓解血源紧张,减少输血费用,避免输血性疾病的发生,尽量减少输注异体库存血.目的:观察控制性降压联合自体血回输在特发性脊柱侧弯矫形中的作用.方法:对46例特发性脊柱侧弯患者行后路矫形时均进行术中控制性降压.其中17例未进行自体血回输,作为对照组,矫形后全部输异体库存血;另外29例均使用自体血液回输,包括矫形前预存自体血及矫形过程中自体血回输,作为实验组.观察两组患者失血量及输血情况.结果与结论:失血量:对照组400~1 000 (867±161) mL,实验组350~1400 (842± 376) mL,两组相比差异无显著性意义(P > 0.05).输入库存血量:对照组500~1 800 (845±332) mL,明显多于实验组0~1 300 (423±237) mL(P < 0.01).提示控制性降压可减少矫形过程中出血量,同时矫形后采用自体血回输可明显减少异体库存血的需要量.

    作者:殷翔;王爱民;孙红振;杜全印;王子明;王雨 刊期: 2010年第26期

  • 光学相干层析成像技术对光滑面早期牙釉质人工龋的定量检测

    背景:光学相干层析成像技术是一种高分辨率、非创伤性成像技术,它能够利用近红外光产生牙体组织的深度解析图像,并通过检测背向散射信号来对龋损进行定量检测.目的:通过与偏振光显微镜的对比,验证光学相干层析成像技术对光滑面早期釉质龋的成像能力及对龋损深度定量检测的准确性.方法:以6岁龄牛下切牙为样本,采用pH循环法建立光滑面早期龋人工模型,分别应用全光纤光学相干层析成像技术和偏振光显微镜进行检测,比较两种方法获得龋损图像和深度值,进行方差分析和相关性分析.结果与结论:光学相干层析成像系统能够清晰成像光滑面早期龋,表层下脱矿区域信号显著增强,并且测得的脱矿深度值与偏振光显微镜结果一致, 即该系统对深度的测量具有较高的准确性,可用于对早期龋纵深进展的评估.光学相干层析成像技术测得的人工龋模型开窗区的深度值与脱矿时间无相关性(P > 0.05).计算开窗区平均深度值与开窗区外平均深度值的差值即深度变化值(△D),则△D与脱矿时间呈正相关(r=0.954,P < 0.05).结果提示了这种无创、高分辨率的光学成像技术在早期龋的定量研究和临床诊断方面具有广阔的应用前景.

    作者:李燕妮;王冠华;姚晖;孟卓;代晓华;梁雨;连小丽;万木森;张林朴;石博雅;姚晓天;刘铁根 刊期: 2010年第26期

  • 计算机自动识别足底压力信号功率谱:帕金森病患者与对照组的步态分析

    背景:基于帕金森的步态研究是当前的热点之一,但是很少有人从足底压力入手来研究帕金森病患者行走中的步态特点.目的:从帕金森患者和对照组步态数据中提取特征进行对比,以期为计算机自动识别打下基础.同时希望从患者的步态中提取规律,通过信号处理的方法,帮助解释这种受扰动的步态.方法:在分析足底压力时应用自回归(AR)模型,利用Yule-Walker方程进行功率谱的计算.在进行对比时,定义了相对分离指数用来测量功率谱在某一频率时的分离程度.分析来源于Ga, Ju 和Si的3组观察指标,分别包含18,25,29名正常对照以及29,29,35例帕金森病患者.结果与结论:通过计算得到了帕金森病患者和正常对照的Yule-Walker功率谱密度分布图,可以发现,谱线的分布、密度、疏密程度有明显的差别.帕金森病患者的谱线排列紧密且彼此相似度高,正常对照的谱线排列疏松且彼此差异较大.

    作者:韩阳;马展鸿;周萍 刊期: 2010年第26期

中国组织工程研究杂志

中国组织工程研究杂志

主管:中华人民共和国卫生部

主办:中国康复医学会,《中国组织工程研究与临床康复》杂志社