数字化虚拟胰腺三维重建图像与传统解剖学图像的比较.docx
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1、数字化虚拟胰腺三维重建图像与传统解剖学图像的比较【摘要】 目的: 研究数字化虚拟胰腺三维重建图像与传统解剖学图像,试图为解剖学和临床外科提供更为准确的解剖学依据及解剖学研究方法. 方法: 采用基于虚拟中国人女性一号的胰腺三维重建及三维可视化数字图像资料,与传统的解剖学图像进行对比分析. 结果: 三维重建的图像与传统解剖学图像在某些结构上有明显的差别,三维重建图像更为真实直观,更加便于学习和理解. 结论: 虚拟重建图像形象逼真,能真实还原组织器官结构的本来面貌,是解剖学研究和学习的新途径.【关键词】 三维重建;虚拟图像;解剖学0引言现代医学的发展始于对人尸体的解剖学研究,传统的解剖学是通过对人尸
2、体的剖切、观察、测量,绘图还原人体结构而来的. 而CT,MRI现代影像技术的发展,拓宽了人体器官的观察与研究,通过电子计算机三维重建医学图像的方法开拓解剖学研究的新领域1. 我们通过比较胰腺三维重建医学图像与传统解剖学图像,试图为解剖学和临床外科提供更为科学的解剖学依据及解剖学研究方法.1材料和方法1材料数据来源与三维图像重建: 本研究的原始数据来源于南方医科大学临床解剖研究所虚拟中国人女性一号数据集2. 我们对经过配准的图像,采用ACDSee看图软件,从边界明显的图像开始,逐张审阅,确定边界. 然后对原始图像进行处理,采用套索、钢笔等图像处理工具,描绘胰腺及需要重建的组织结构图像边界,删除无
3、关的图像要素,存盘,完成一次图像分割. 为了保证准确再现胰腺原始构像,图像处理必须从边界明显的图片开始,按图片序列逐一进行分割.全部图像分割完毕后,将全部图像读入,然后应用高斯平滑算法进行平滑,接着使用等高面的算法进行边界的提取,分别提取胰腺、十二指肠、胆总管、动脉及静脉系统的表面信息,完成表面信息的提取后,再次使用平滑算法,以确保表面的平滑性. 最后将提取出来的表面信息写成Visualization Toolkit文件. 至此,使用由VC+编写的GUI程序调用并显示这个VTK文件,就能看到最终的重建结果.2方法根据专业研究方向,我们采用传统的解剖学教学例图,选取胰腺、十二指肠及腹部血管有关的
4、解剖图像进行比较.2结果重建图像与解剖学中相对应图像的比较在VCHF1数据虚拟重建的图像中,胰腺立体感强,能三维可视化,可以从不同角度进行观察,胰腺的外形复杂,可见胰腺周围组织结构在胰腺表面的压迹,充分反应了胰腺与周围组织互为渗透式结构的复杂性. 传统的解剖学教学例图中的胰腺形态较为规则,未能充分表现胰腺复杂的毗邻关系.腹主动脉和下腔静脉在三维重建图像中可见腹主动脉和下腔静脉之间有明显的距离,左右肾静脉不在同一平面汇入下腔静脉,下腔静脉因肾静脉的汇入明显变粗,并且走向有所改变. 传统的解剖学教学例图中的腹主动脉和下腔静脉则紧密相连,关系紧密,与肾静脉的关系表现不够.十二指肠三维重建的十二指肠从
5、降段到空肠起始处,肠管外形变化较大,降段扁狭,体现了受胆囊挤压的特点. 十二指肠降段的中下部分及水平段与胰腺的关系紧密,而十二指肠降段的起始部分则与胰腺有明显的距离,传统的解剖学教学例图中的十二指肠外形规则,完全包绕胰腺头部.胆总管、门静脉、肝总及肝固有动脉解剖学教材中常把三者的解剖关系固定化3,三维重建所见的胆总管、门静脉、肝总及肝固有动脉的解剖关系在行程中有明显的变化,胆总管、门静脉及肝固有动脉在十二指肠的上缘较为接近,在十二指肠下缘胆总管与门静脉及肠系膜上静脉的关系并非紧密,有明显的间距.肠系膜上动脉及肠系膜上静脉三维重建的肠系膜上动脉和肠系膜上静脉,其主干与肢体上的同名动静脉不同,没有
6、肢体同名动静脉那样的血管鞘,二者不并行,并非传统的解剖学教学例图上的样并行. 肠系膜上动脉与肠系膜上静脉虽为同名动静脉,但肠系膜上静脉属门静脉系统,并不直接汇入下腔静脉,其功能决定其走向与同名动脉有所不同.3讨论解剖学教学及学习的新方法和途径传统的解剖学二维平面图像在阐明三维立体的人体结构上有着先天的不足,美国可视人工程开拓了人体解剖学研究一个新的领域,虚拟中国人工程的成功已经催生了新的解剖学研究4. 我们基于VCHF1的胰腺三维重建及三维可视化数据图像资料,是人体胰腺及周围重要组织结构的真实还原,完全展示了胰腺及周围重要组织结构的解剖关系,能以三维可视化的方式从不同角度进行展示,可以根据需要
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