学术投稿

基于医学图像的三维模拟手术

刘尚平;陈骥;刘霞

关键词:虚拟手术, 虚拟切割, 医学图像
摘要:目的 对实现三维模拟手术的关键技术进行研究,构建基于医学图像的三维模拟手术平台. 方法在VC++平台下,使用三维分割算法对体数据进行分割,结合VTK对读入的体数据进行交互式三维重建和虚拟切割,并对各种虚拟切割方式的性能进行分析. 结果实现了医学CT/MR图像的交互式三维重建、虚拟手术刀切割以及虚拟手术规划. 结论该系统可以辅助医生对手术过程进行模拟,为医生观察三维人体组织器官结构及病灶部位,实施辅助手术提供有力的帮助.
中国医学影像技术杂志相关文献
  • 二维及三维超声检测正常胎儿颅缝及前囟

    目的 观察二维和三维超声对胎儿颅缝和前囟的显像价值.方法 对80名16~35孕周的孕妇进行二维和三维超声检测,观察胎儿颅缝和前囟,比较两种方法的显示率.结果 二维与三维超声对胎儿额缝、人字缝、冠状缝、前囟显示率差异无统计学意义, 三维超声对矢状缝的显示率明显高于二维超声.三维超声对颅缝和前囟的完全显示率在孕30周之前与二维超声显示率差异有统计学意义,30孕周之后显像率随孕期增加而下降.结论 三维超声能直观、形象地显示胎儿颅缝和前囟的立体形态,对矢状缝的显示率优于二维超声,在30孕周前对胎儿颅缝和前囟的完全显像优于二维超声.

    作者:张剑;夏泽;夏炳兰 刊期: 2010年第01期

  • 高频超声诊断足踝部微小骨折

    目的 探讨高频超声诊断足踝部微小骨折的临床价值. 方法对37例首诊X线阴性而高频超声提示微小骨折的患者再行针对性的X线检查,对针对性X线检查阴性病例再行CT和(或)MR检查,统计针对性X线检查的结果,并分析微小骨折的超声声像图特征. 结果①损伤部位:腓骨(外踝部)16例、胫骨(内踝部)12例、距骨(颈部)2例、舟骨4例、蹠骨2例、跟骨1例.②针对性X线检查检出26例阳性(26/37,70.27%),检出率较常规X线检查明显提高.③高频超声微小骨折声像图表现:局部骨组织不完整(表面不光滑),骨折周软组织肿胀增厚,骨组织无错位. 结论高频超声诊断微小骨折可作为X线检查的补充,为临床治疗提供较全面的依据,具有重要的临床价值.

    作者:何秀珍;梁峭嵘;周伟生;黄钰坚 刊期: 2010年第01期

  • 基于医学图像的三维模拟手术

    目的 对实现三维模拟手术的关键技术进行研究,构建基于医学图像的三维模拟手术平台. 方法在VC++平台下,使用三维分割算法对体数据进行分割,结合VTK对读入的体数据进行交互式三维重建和虚拟切割,并对各种虚拟切割方式的性能进行分析. 结果实现了医学CT/MR图像的交互式三维重建、虚拟手术刀切割以及虚拟手术规划. 结论该系统可以辅助医生对手术过程进行模拟,为医生观察三维人体组织器官结构及病灶部位,实施辅助手术提供有力的帮助.

    作者:刘尚平;陈骥;刘霞 刊期: 2010年第01期

  • 超声心动图研究前景展望

    自Edler开始研究超声心动图以来,现已50余年.在迈入2010年之际,回顾超声心动图近年来的发展历程,从平面到立体,从大体解剖学到分子生物学,从诊断到治疗,经历了前所未有的大变革.超声心动图在基础和临床应用中发挥着越来越重要的作用.笔者现对超声心动图研究中的热点和发展前景作一评述,疏漏不妥之处敬请各位同行不吝指正.

    作者:王新房;杨亚利 刊期: 2010年第01期

  • 计算机辅助检测在CT结肠成像中的应用

    CT结肠成像(CTC)已广泛应用于结肠疾病的诊断.计算机辅助检测(CAD),可自动检测可疑病变,供读片者进一步诊断,提高放射科医生对肿块的检出能力,并降低不同读片者间诊断能力的差异.本文对CAD的原理、对结肠疾病的诊断价值、局限性、面临的挑战和未来发展趋势予以综述.

    作者:张惠茅;乔峰利;吕忠文 刊期: 2010年第01期

  • 不同分辨力单色液晶显示器对肺小结节检测效能的影响

    目的 评价不同分辨力医用单色液晶显示器对胸部DR影像图中直径<10 mm的肺小结节检出效能的影响. 方法从PACS中在线选取胸部DR影像图87幅,其中确诊图32幅、疑诊图32幅、正常图23幅(均由CT证实),所有结节直径均<10 mm.请放射科高、中、低年资医师各3名在3种不同分辨力的显示器上集中进行3次独立读图,对结节有无的评判采用5等分法:肯定有、可能有、不确定、可能无、肯定无,每名医师针对每台显示器上的每幅图像给出信任等级.采用SPSS 13.0计算ROC曲线下的面积并进行Z检验. 结果使用2MP、3MP、5MP显示器时ROC曲线下的面积随显示器分辨力和医师年资的增高而增高,不同年资的医师使用相同分辨力的显示器或同年资的医师使用不同分辨力的显示器时诊断效能比较差异无统计学意义(P>0.05). 结论在不限制使用图像后处理工具时,使用不同分辨力的显示器检测直径<10 mm的结节时诊断效能相当;高年资的医师使用5MP的显示器会得到更多的影像信息;放射科采用高、中、低分辨力显示器相结合组成诊断工作站系统,不同年资医师和不同分辨力显示器之间合理配置,可以提高性价比.

    作者:尹建东;郭启勇;张伟;卢再鸣 刊期: 2010年第01期

  • 3.0T磁共振扩散加权成像诊断胰腺癌

    目的 探讨3.0T MR扩散加权成像及其表观扩散系数(ADC值)对胰腺癌的诊断价值.方法 对经手术病理证实的胰腺癌患者30例及对照组30例行DWI检查(b值=800 s/mm~2),测量肿瘤组织、瘤周组织及对照组正常胰腺组织的 ADC值,并对所得结果进行统计学检验.结果 ①肿瘤组织、瘤周组织和正常胰腺组织的平均ADC值分别为(1.494±0.273)×10~(-3) mm~2/s、(1.631±0.281)×10~(-3) mm~2/s和(1.778±0.237)×10~(-3) mm~2/s.单因素方差分析显示肿瘤组织与正常胰腺组织间差异有统计学意义,而肿瘤组织与瘤周组织间平均ADC值差异无统计学意义.②以肿瘤组织平均ADC值95%可信区间的上限(1.622×10~(-3) mm~2/s)作为诊断胰腺癌的上限阈值点,诊断的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为73.33%、86.67%、80.00%、84.62%、76.47%,ROC曲线下面积Az=0.800.结论 胰腺癌组织与正常胰腺组织间平均ADC值差异具有统计学意义,测量ADC值对于诊断胰腺癌具有一定帮助.

    作者:张红梅;赵心明;欧阳汉;马霄虹;周纯武 刊期: 2010年第01期

  • 胎儿右位主动脉弓合并心内膜垫缺损1例

    患者女,29岁,孕2产1,孕39周.胎儿心脏超声显示心房正位,心室右袢,主动脉及主肺动脉平行走行,主肺动脉似由解剖左心室发出,主动脉似由解剖右心室发出,室间隔上部缺损,房间隔中下段回声失落,两组房室瓣依然存在.

    作者:张小花;姜志荣 刊期: 2010年第01期

  • 轻微型肝性脑病患者静息状态下脑缺省模式网络

    目的 利用静息功能磁共振成像(fMRI)观察轻微型肝性脑病(MHE)患者脑缺省模式网络的改变. 方法对14例MHE患者和14名正常对照者行静息状态下的功能磁共振扫描,利用独立成分分析方法,分离得到各自的脑缺省模式网络脑区,各组进行单样本t检验组内分析和两样本t检验组间分析,观察MHE患者静息状态下脑缺省模式网络的改变. 结果 MHE患者和正常对照组均显示出典型的静息态脑缺省模式网络空间分布模式.但与正常对照组相比,MHE患者大部分脑缺省模式网络脑区功能连接降低,包括:左侧后扣带回、双侧前扣带回、双侧额中回、左侧海马旁回;而右侧楔前叶的功能连接较正常对照组升高. 结论静息状态下,MHE患者大部分脑缺省模式网络脑区功能连接度下降,而楔前叶增加,反映了MHE患者的大脑内源性功能组织发生损伤.静息fMRI可用于观察MHE患者脑缺省模式网络的改变.

    作者:戚荣丰;张龙江;张志强;钟元;张宗军;卢光明 刊期: 2010年第01期

  • 3.0T MR动态增强扫描对正常胰腺及胰腺癌的定量分析

    目的 对正常胰腺和胰腺癌患者的3.0T MR快速三维动态增强扫描序列进行定量分析,探讨其对胰腺癌诊断的临床应用价值.方法 对34例经病理证实的胰腺癌患者(胰腺癌组)及31例非胰腺疾病患者(对照组)行全胰腺LAVA九期动态增强序列扫描,将所得数据传至ADW 4.2工作站处理,分别测量对照组胰腺的头、体、尾及胰腺癌组病变区域及非病变区域的30 s强化率(SER_(30))、90 s强化率(SER_(90))、阳性强化积分值(PEI)、达峰时间(TTP)、大强化斜率(MSI),并进行t检验.结果 对照组胰腺头、体、尾的SER_(30)、SER_(90)、PEI、TTP及MSI差异无统计学意义.胰腺癌组病变区与非病变区的SER_(30)、PEI、TTP、MSI差异均有统计学意义.对照组任意区域与胰腺癌组非病变区域或病变区域的TTP差异有统计学意义.结论 正常胰腺的不同部位间无灌注差异,胰腺癌病变区域与非病变区域的灌注差异可以反映癌组织浸润范围.胰腺癌非病变区域与正常胰腺间TTP的差异可能反映潜在病变的可能.

    作者:马霄虹;赵心明;欧阳汉;张红梅;周纯武 刊期: 2010年第01期

  • 彩色多普勒超声诊断先天性二叶式主动脉瓣

    先天性二叶式主动脉瓣(congenital bicuspid aortic valve, CBAV)是一种常见的先天性瓣膜畸形,尸检发生率约1%~2%,男多于女~([1]).该病临床易误诊、漏诊,而超声对其可迅速、准确做出诊断.

    作者:秦良;秦迎 刊期: 2010年第01期

  • 腺苷负荷超声心动图诊断冠心病的Meta分析

    目的 采用Meta分析评价腺苷负荷超声心动图(ASE)对冠心病的诊断价值.方法 检索1994-2007年国内外公开发表的有关ASE诊断冠心病的文献,按Cochrane协作网推荐的方法进行Meta分析.结果 共纳入12篇文献,ASE对冠心病诊断的敏感性为0.69~0.94,特异性为0.71~1.00.合并灵敏度和特异度分别为0.81 (95%CI 0.77~0.85)、0.83(95%CI 0.78~0.87),合并阳性和阴性似然比分别为4.81(95%CI 3.65~6.33)、0.22(95%CI 0.18~0.28),SROC曲线下面积为0.8968±0.0151.结论 ASE对冠心病具有中等偏高的临床诊断价值.

    作者:吴英;罗良平 刊期: 2010年第01期

  • 硝酸甘油介入双核素心肌显像评估冠状动脉性心脏病

    目的 对比观察多巴酚丁胺~(201)Tl负荷-再分布/硝酸甘油介入~(99m)Tc-MIBI心肌灌注显像诊断冠状动脉疾病(CAD)及检出存活心肌的作用.方法 对132例临床疑诊CAD而拟行经皮冠状动脉介入治疗患者进行多巴酚丁胺~(201)Tl负荷-再分布/硝酸甘油介入~(99m)Tc-MIBI心肌灌注显像,全部患者于2周内接受冠状动脉造影,23例心肌梗死患者接受经皮冠状动脉介入治疗(PCI),治疗前及治疗后3个月内采用超声心动图进行随访,判断心室壁活动改善情况.结果 以冠状动脉造影显示狭窄程度≥50%为狭窄判定标准,诊断 CAD灵敏度、特异度、准确率分别为93.41%、87.80%和91.67%,检出左前降支狭窄的灵敏度、特异度、准确率分别为93.85%、91.04%和92.42%,左回旋支分别为86.79%、89.87%和88.64%,右冠状动脉分别为81.25%、82.14%和81.82%.23例心肌梗死患者总共207个心肌节段中,再分布~(201)Tl图像发现113个放射性稀疏缺损心肌节段,硝酸甘油介入~(99m)Tc-MIBI图像发现52个心肌节段可逆性放射性填充,61个心肌节段未发现放射性填充.超声心动图随访见术前113个再分布~(201)Tl图像异常节段中,47个节段有明确的心室壁活动改善,66个节段无明显改善.以PCI术后心室壁活动改善为心肌存活的指标,硝酸甘油介入~(99m)Tc-MIBI显像对存活心肌检测的灵敏度、特异度和准确率分别为87.23%、83.33%和84.96%.结论 多巴酚丁胺~(201)Tl负荷-再分布/硝酸甘油介入~(99m)Tc-MIBI心肌灌注显像能准确诊断CAD,有效检出存活心肌,有助于指导CAD诊疗.

    作者:谢文晖;蔡小佳;雷贝;张莉华;黄钢 刊期: 2010年第01期

  • 多层螺旋CT和同层动态CT电影扫描对小儿气管异物的诊断价值

    目的 探讨螺旋CT和同层动态CT电影诊断小儿气管异物价值.方法 对51例疑诊气管异物的患儿行胸部X线、胸部CT扫描及硬支气管镜检查,其中12例加行同层动态CT电影扫描.比较硬支气管镜检查和CT扫描结果.结果 硬支气管镜检查发现42例异物在主支气管或支气管叉,胸部CT扫描显示相同位置异物;硬支气管镜诊断为阴性的9例中,胸部CT检查6例为真阴性而3例为假阳性.CT检查出气管异物的灵敏度、特异度、准确率、阳性和阴性预测值分别为100%(95%可信区间,91%~100%),66.67%(29%~92%),94.12%(64%~99%),93.33%(81%~98%),和100%(54%~100%).同层动态CT电影扫描正确诊断9例真阳性和3例真阴性,并可鉴别空气滞留与继发肺改变.结论 CT扫描可用于诊断小儿气管支气管异物,尤其是在诊断困难时.

    作者:吴显阳;赵珑 刊期: 2010年第01期

  • ~(18)F-FDG PET/CT结合胸部屏气螺旋CT对肺结节的诊断价值

    目的 评价~(18)F-FDG PET/CT结合胸部屏气螺旋CT扫描对肺结节的诊断价值.方法 154例患者因肺部结节就诊而接受PET/CT检查,其中123例接受双时相PET/CT显像,全部患者先后接受胸部屏气螺旋CT扫描,共发现171个结节.比较PET/CT结合胸部屏气螺旋CT、PET/CT、胸部屏气螺旋CT以及采用SUV_(max)≥2.50作为恶性结节诊断阈值四种方法对恶性结节的诊断效能.所有结果经过组织学、诊断性治疗或临床随诊证实.结果 118个恶性结节SUV_(max常规)为4.51±3.06,53个良性结节SUVmax常规为2.07±1.30.四种方法中,PET/CT结合胸部屏气螺旋CT对恶性结节的诊断灵敏度、特异度、准确率、约登指数高,分别为95.80%、81.10%、91.20%、0.77.结论 ~(18)F-FDG PET/CT结合胸部屏气螺旋CT对肺结节具有很高的诊断价值.

    作者:刘瑛;吴宁;郑容;梁颖;张雯杰;李蒙;赵平 刊期: 2010年第01期

  • 超声直方图对脂肪肝的诊断及分度

    目的 研究超声直方图对脂肪肝诊断及分度的价值.方法 正常组与轻度、中-重度脂肪肝组研究对象各30位,超声测量肝脏、肾脏、脾脏及右肝静脉(RHV)感兴趣区域的直方图M值,并分析不同部位间直方图M值的比值.结果 ①右肾前方肝组织与肾脏(AntK)直方图M值的比值在正常组与轻度、中-重度脂肪肝组的差异有统计学意义(P<0.05),RHV前方肝组织与RHV(AntV)直方图M值的比值在正常组与中-重度脂肪肝组以及轻度与中-重度脂肪肝组的差异有统计学意义(P<0.05);②0.97、0.78分别作为超声对脂肪肝诊断及分度时AntK、AntV直方图M值比值的临界值,其灵敏度分别为80.00%、80.00%;特异度分别为85.00%、70.00%.结论 AntK、AntV直方图M值的比值可作为脂肪肝超声诊断及分度的参考指标.

    作者:桑亮;王学梅;欧国成;刘艳君 刊期: 2010年第01期

  • 多层螺旋CT后处理技术测量国人离体肩胛盂扭转角

    目的 探讨应用MSCT后处理技术测量肩胛盂扭转角的方法.方法 收集成人肩胛骨干标本50个、成人肩关节防腐湿标本50个,用16层螺旋CT扫描仪扫描,行轴位厚层、薄层多平面重组(MPR)测量肩胛盂扭转角,进行统计学分析.结果 肩胛盂扭转角厚层MPR和薄层MPR测量值配对t检验统计学差异无统计学意义(P>0.05).肩胛骨干、湿标本盂扭转角测值独立样本t检验差异有统计学意义(P<0.05).厚层MPR测量肩胛骨干标本盂扭转角(-0.40±4.10)°,肩关节防腐湿标本盂扭转角(-3.00±4.49)°;薄层MPR测量肩胛骨干标本盂扭转角(-0.34±4.21)°,肩关节防腐湿标本盂扭转角(-2.70±4.54)°.结论 多层螺旋CT厚层MPR测量肩胛盂扭转角简单、快捷.肩胛骨干、湿标本盂扭转角差异较大,肩胛骨扭转角呈后倾近3°,在肩关节假体设计中应考虑该解剖特点.

    作者:李锦青;王健;唐康来 刊期: 2010年第01期

  • 成人环状胰腺上消化道造影和CT表现1例

    患者女,56岁,1个月前出现呕吐,排便、排气不畅.查体:腹部压痛阴性.外院胃镜示:距门齿约110 cm处十二指肠降部狭窄,狭窄上方明显扩张,于狭窄下方取活检,质硬、无弹性.

    作者:王媛;高桂芬;曲丽英;于树江 刊期: 2010年第01期

  • 旋转DSA影像变形程度及测量误差的实验研究

    目的 通过模型实验评价旋转DSA的影像变形情况和测量误差.方法 取5个直径20 mm钢球,横向间隔30 mm排列,将中心位置钢球置于等中心点进行旋转DSA采集.再取5个直径10 mm钢球,与上述钢球纵向间隔30 mm并以相同方式排列,进行相同的旋转DSA采集.将显示屏分为5个区域,观察各个旋转角度钢球二维影像的形态变化.选择两组实验图像中的左前斜20°、40°、60°钢球影像,分别用自动等中心校准法和球体校准法测量,与钢球实际直径比较,计算影像的放大率.结果 除中央区的钢球以外,其他区域钢球在不同旋转角度的二维影像均产生了变形,随钢球距离探测器的远近产生影像放大或缩小.采用自动等中心校准法测量时,仅中央区钢球与实际直径大小相同,钢球离中央区越远或旋转角度越大,测量误差越大(大放大率12.42%).采用球体校准对各个区域钢球在不同旋转角度时的测量结果基本一致,测量误差较小(大放大率3.41%).结论 旋转DSA成像时,将病变定位于中央区可减小二维影像变形.根据病变的位置合理选择测量技术有助于降低测量误差.

    作者:彭刚;曾勇明;李越;郁斌;吴家惠 刊期: 2010年第01期

  • 超声心动图的室间隔缺损分型与外科手术路径的对照分析

    目的 分析先天性心脏病室间隔缺损(VSD)患者超声分型与外科手术路径选择的关系,探讨超声指导临床选择治疗方案的价值.方法 200例先天性心脏病VSD患者接受外科手术治疗,术前接受超声心动图检查并进行分型,将超声心动图分型结果与外科手术分型及手术路径对照分析.结果 术前超声VSD分型与术中外科分型完全吻合者160例,占80.00%;膜周型VSD、隔瓣下型VSD、单纯膜部型VSD采用右心房入路,干下型VSD采用主肺动脉入路,肌部VSD及部分巨大VSD采用右心室入路.较大的VSD或合并其他畸形者采用联合入路.结论 术前超声准确分型对外科手术路径的选择、减少创伤、降低并发症具有重要的指导意义.

    作者:何怡华;李治安;谷孝艳 刊期: 2010年第01期

中国医学影像技术杂志

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主管:中国科学院

主办:中国科学院声学研究所