頭頸部數(shù)字化三維斷面解剖及可視化研究.pdf

1、本實驗應(yīng)用中國數(shù)字化可視人體數(shù)據(jù)集，獲取5套頭頸部連續(xù)薄層橫斷面數(shù)字圖像，并在原始斷面上進行數(shù)據(jù)測量和影像對照。選取首套(一男一女)數(shù)據(jù)集的頭頸部橫斷面圖像，經(jīng)圖像配準后，用Amira軟件重采樣生成正交的冠狀和矢狀位圖像，利用其斜切功能從體數(shù)據(jù)場剖切顯示以眥耳線為基線的連續(xù)斷層圖像，構(gòu)建頭頸部三維斷面解剖數(shù)據(jù)集。用3D-DOCTOR軟件分割重建顱底和頸部重要結(jié)構(gòu)，建立顱底、頸部和臂叢的三維模型。用Photoshop軟件，對顱頸交界區(qū)和脊

2、柱頸段主要結(jié)構(gòu)進行精細分割，將分割后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Amira軟件進行面繪制重建，導(dǎo)入同序列的真彩色圖像進行體繪制重建。將面繪制結(jié)果和體數(shù)據(jù)場剖切顯示相結(jié)合，模擬顯示顱頸交界區(qū)和頸椎手術(shù)入路。用面繪制的三維模型生成四面體網(wǎng)格，為有限元建模和開展虛擬外科手術(shù)打下基礎(chǔ)。在3D VR模擬系統(tǒng)中，對建立的三維表面模型進行虛擬切割操作。主要研究結(jié)果如下： 1．在數(shù)據(jù)集的薄層斷面上測量了椎動脈內(nèi)側(cè)緣與中線之間的距離，椎動脈內(nèi)側(cè)緣與頸椎鉤突之間的距

3、離，頸神經(jīng)根內(nèi)側(cè)緣與鉤突之間的距離。經(jīng)統(tǒng)計分析得出同一椎體平面的平均值，測量結(jié)果表明：椎動脈內(nèi)側(cè)緣與中線之間的距離隨椎體平面上升而逐漸減??；椎動脈內(nèi)側(cè)緣與鉤突之間的距離為1.9～2.6mm，以C5和C7椎體上緣平面較大；頸神經(jīng)內(nèi)側(cè)緣與鉤突之間的距離在3.0mm左右，各椎體上緣平面差別不大。同一椎體平面左右側(cè)之間無顯著性差異(p>0.05)。 2．在中國數(shù)字化人體數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，利用Amira軟件重采樣生成的冠狀、矢狀和斜切斷面圖

4、像清晰，良好地顯示了頭頸部主要解剖結(jié)構(gòu)的三維空間位置。而且，各個方位的連續(xù)斷面來自同一例標本，對于從不同方位顯示和觀察解剖結(jié)構(gòu)提供了一種便利的方法。建立了一套男、女頭頸部數(shù)字化斷面圖像數(shù)據(jù)集，包括了完整的頭頸部數(shù)據(jù)，且實現(xiàn)了計算機實時地三維正交剖切與任意斜面剖切顯示，可為影像診斷與教學(xué)和開展數(shù)字解剖學(xué)提供資料。 3．在PC機上，用3D-DOCTOR軟件，交互式地分割了顱底和頸部的重要結(jié)構(gòu)，采用表面繪制方法進行了三維重建。重建結(jié)構(gòu)

5、可單獨顯示，也可整體顯示，可在三維空間繞任意軸旋轉(zhuǎn)，不同結(jié)構(gòu)還可區(qū)別透明顯示，清楚地顯示了顱底和頸部主要結(jié)構(gòu)的空間立體位置關(guān)系。在分割重建的基礎(chǔ)上建立了顱頸交界區(qū)、頸部和臂叢3個三維可視化模型。 4．在PC機上，用Photoshop軟件對顱底、脊柱頸段、小腦、椎動脈、頸內(nèi)動脈、乙狀竇及頸內(nèi)靜脈、頸神經(jīng)、腦干和頸髓等結(jié)構(gòu)進行了半自動分割。分割后的數(shù)據(jù)可在PC機或圖形工作站上用三維可視化軟件實現(xiàn)快速的面繪制重建，由表面模型經(jīng)過表面

6、簡化等處理生成四面體網(wǎng)格。 5．顱頸交界區(qū)結(jié)構(gòu)的面繪制三維模型結(jié)合體繪制重建可顯示結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系。對體數(shù)據(jù)場的正交剖切，從前面觀，可模擬顯示經(jīng)口咽入路處理顱頸交界區(qū)病變手術(shù)。從側(cè)后面觀，可模擬顯示枕下遠外側(cè)入路和枕下后正中入路處理顱頸交界區(qū)病變手術(shù)。從上面觀，可模擬顯示腦橋小腦三角區(qū)手術(shù)入路。 6．脊柱頸段結(jié)構(gòu)的面繪制三維模型結(jié)合體繪制數(shù)據(jù)場的正交剖切，可模擬顯示頸椎前方、后方和側(cè)方手術(shù)入路。拉動水平斷面的Slice