基于CT圖像骶神經(jīng)管三維數(shù)字模型構(gòu)建及可視化研究.pdf

1、目的:骶骨骨折在骨盆骨折中約占20％-30％，其中22％-60％合并神經(jīng)癥狀。骶骨受到強(qiáng)大暴力時(shí)，容易骨折并導(dǎo)致骶骨喪失對(duì)稱性，從而造成骶孔變形，縮小，出現(xiàn)骶神經(jīng)嵌壓等，并產(chǎn)生相應(yīng)的功能障礙。骶骨骨折合并骶神經(jīng)損傷是臨床常見的嚴(yán)重創(chuàng)傷，目前臨床治療仍以手術(shù)為主。因此，掌握骶神經(jīng)管的空間占位及走行，可使臨床醫(yī)生在骶骨骨折及骶神經(jīng)減壓等手術(shù)的過程中對(duì)骶神經(jīng)的了解更為透徹。要想觀察骶神經(jīng)前后支在骶神經(jīng)管內(nèi)的走行有尸體解剖學(xué)和影像解剖學(xué)兩種方法

2、。骶神經(jīng)管為骶骨內(nèi)密封的管道，如通過尸體解剖明確骶神經(jīng)管在骶骨中的確切走行位置，須對(duì)骶神經(jīng)管進(jìn)行剖切、觀察、測(cè)量或鑄型等操作，無疑加大了實(shí)驗(yàn)研究的難度。其次，本研究所用尸體數(shù)量較多，而尸體來源較少，尸體價(jià)格較高，這些都會(huì)影響我們尸體解剖學(xué)研究的開展。雖然CT工作站也能夠?qū)桥?、骶骨進(jìn)行三維重建，重建圖像也較清晰，能夠確定骨折部位、特征，并通過層掃顯示骶孔形態(tài)及骶孔內(nèi)有無骨塊嵌壓，但目的主要是用于診斷及觀察表面情況，對(duì)于骶神經(jīng)管的內(nèi)部空間

3、走行結(jié)構(gòu)特征不能很好的反映。為此，本實(shí)驗(yàn)通過交互式醫(yī)學(xué)圖像控制系統(tǒng)(Mimics)軟件對(duì)骨折中最易發(fā)生神經(jīng)損傷的骶神經(jīng)在骶骨中的走行通道進(jìn)行三維可視化數(shù)字模型建立，觀察骶神經(jīng)管通道的走行及測(cè)量相互間所成角度，效果直觀便于觀察，以幫助術(shù)者在臨床上加深對(duì)骶神經(jīng)管在骶骨中空間占位走行的認(rèn)識(shí)。目的在于:(1)探索骶神經(jīng)管三維數(shù)字模型構(gòu)建及可視化方法(2)了解骶神經(jīng)管結(jié)構(gòu)及骶1前后神經(jīng)管所成角度，幫助術(shù)者增強(qiáng)骶神經(jīng)通道空間占位走行的認(rèn)識(shí)，對(duì)診斷治

4、療骶骨骨折及骶神經(jīng)損傷提供基礎(chǔ);(3)豐富臨床研究的方法，對(duì)術(shù)中骶神經(jīng)管的投照角度提供有效參考，提高骶骨骨折螺釘置入及骶神經(jīng)減壓手術(shù)的準(zhǔn)確性。
　　 方法:選取20名受試者行骶骨CT連續(xù)掃描。應(yīng)用SIEMENS64層螺旋CT(SIEMENS公司，德國)，掃描條件:電壓120KV，電流150MA，厚度5.0mm，矩陣512×512。在CT室SIEMENS64排螺旋CTWORKSTATION工作站中將連續(xù)的圖像以.dicom格式存儲(chǔ)

5、并刻錄到CD-ROM上，共獲得20名志愿者骶骨CT影像數(shù)據(jù)。在個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用Materialise公司的交互式醫(yī)學(xué)圖像控制系統(tǒng)(即為Materiaise'sinteractivemedicalimagecontrolsystem.Mimics)軟件導(dǎo)入CT數(shù)據(jù)，運(yùn)用其“動(dòng)態(tài)區(qū)域增長(zhǎng)”(DynamicregionGrowing)工具分割出骨骼，用“蒙罩編輯器”(EditMasks)逐層繪制骶神經(jīng)管，從而實(shí)現(xiàn)骶神經(jīng)管的三維可視化。而

6、后在Mimics軟件中選擇3D角度測(cè)量工具(measure3Dangle)對(duì)骶1椎體前后神經(jīng)管所成角度進(jìn)行三維立體測(cè)量，并且于骶1前后神經(jīng)孔之間模擬放置圓柱體模型，分別測(cè)量此圓柱體模型中心線在矢狀面及橫斷面與床面垂線所成角度。
　　 結(jié)果:成功建立了骶神經(jīng)管的三維可視化模型，直觀的顯示了骶神經(jīng)管在骶骨中的占位及走行。測(cè)得左側(cè)骶1前后神經(jīng)管所成角度平均為94.10°±3.72°，右側(cè)骶1前后神經(jīng)管所成角度平均為93.21°±4.1

7、9°，兩者之間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;測(cè)得左側(cè)骶神經(jīng)孔軸位矢狀面與垂直線所成角度平均為46.24°±4.24°，右側(cè)骶神經(jīng)孔軸位矢狀面與垂直線所成角度平均為47.74°±5.32°，兩者之間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;測(cè)得左側(cè)骶神經(jīng)孔軸位橫斷面與垂直線所成角度平均為26.27°±3.75°，右側(cè)骶神經(jīng)孔軸位橫斷面與垂直線所成角度平均為26.66°±2.65°。兩者之間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)論:本研究中，通過交互式醫(yī)學(xué)圖像控制系