首例中国可视化人体心脏三维重建及临床意义_郭燕丽
首个国产心脏三维标测系统获得SFDA批准上市
提 高 病案 管 理 的质量 ． 在病 案管 理 上 实现 科学 化 、 现代 化 ，
各 个 层 面得 以发展 ， 提 高 医 院管 理 工 作 ， 使 患者 的利 益 更 大 限度 地得 到保 障 。 病 案管 理Ｔ 作在 整个 医疗 管 理＿ Ｔ作 中
尤显 其 重要 地 位 ， 病 案质 量 的评 审工 作 则是 等级 医 院评 审 重 中之 重 的 主题［ ８ Ｉ ， 等级 医院评 审与 病 案 管理 是双 向 、 相 互 促进的 ， 最终 目的 是 促进 医 院 的建 设 和 发 展 ， 提 高 医院 总 体水 平 ， 更好 地服 务于社 会 。 ［ 参考 文献】
病 案 管理 的全 过程 ， 提高和 掌握 病 案 管理 的整 体 技 能。
５ 病 案 管 理 规 范 化 对 等 级 医 院 评 审 的 促 进 作 用
［ ２ ］张立． 依 法 管理 病 案 之 浅 见 【 Ｊ １ ． 中 国病 案 ， ２ ０ １ １ ， １ ２ （ ４ ） ： １ ５ — １ ６ ． ［ ３ 】 朱 尚然 ． 病 案 在 等 级 医 院评 审 中 的作 用 『 Ｊ Ｉ ． 中同病案 ， ２ ０ １ ｌ ， １ ２ （ ４ ） ：
【 １ ］黄鹏 ， 梁耀基， 何丽萍 ， 等． 医 院评 审对 病 案 管 理 工 作 的促 进 作 用 ［ Ｊ １ ． 巾 围病 案 ， ２ ０ １ ２ ・ ， １ ３ （ ３ ） ： ８ － １ ０ ．
三维重建技术在心脏外科教学中的应用
-教学探索•三维重建技术在心脏外科教学中的应用"冯俊波，胡运涛，李俊涛，葛圣林％(安徽医科大学第一附属医院心脏大血管外科，安徽合肥230000)［摘要］目的探讨三维重建技术用于心脏外科教学的效果。
方法应用虚拟人一、二号提供的解剖切片图像，重建心脏正常的3D图像；应用心脏CT收集数据，重建各种心脏疾病的心脏3D图像，并做成动图形式，放置于教学幻灯片上，完成教学幻灯片的制作％选取2016年度2名教师授课的4个班级作为研究对象，每名教师授课的2个班级中一个为研究组，应用含有3D图像的教学幻灯片进行教学；另一个为对照组，应用传统教学方法进行教学％以课后问卷调查、课后测验及期末测验评价效果，进行评分及分数统计％结果研究组学生普遍反映3D图像能很好地帮助其理解各种解剖的变异，通过这种解剖的变异，能更好地理解这种变异引起的病理生理学变化，因而能更好地掌握、记忆这种疾病的临床表现及诊治方法，更好地学习掌握这些疾病％2个研究组学生课后测验平均成绩分别为(86.2+7.3)分,(84.9+5.8)分，2个对照组学生课后测验平均成绩分别为(79.•土10.2)、(73.4土6.9)分；2个研究组学生期末考试平均成绩分别为(82.2土&7)、(86.5土7.3)分，2个对照组学生期末考试平均成绩分别为(74.8+5.7),(7&3土5.9)分％研究组学生课后测验、期末考试成绩均明显优于对照组，差异均有统计学意义(P< 0.05)结论三维重建技术能为心脏外科的教学提供新的数字化教学手段和丰富的影像学资料，便于教师的教学，也便于学生的理解与学习，提高了学生的学习兴趣，也提高了教学质量％［关键词］成像，三维；胸外科学/教育；体层摄影术，X线计算机；教学DOI：10.3969/j.issn.1009-5519.2019.18050中图法分类号：R6；G642.41文章编号：1009-5519(2019)18-2907-03文献标识码:C心脏外科学具有高度的专业性和风险性，心脏外科学的教学一直是外科教学的难点，培养优秀的心脏外科人才是临床教学面临的一个重要问题$心脏的解剖结构复杂，解剖变异多，且目前心脏外科的教学手段相对落后，主要用的是挂图、幻灯片及录像等$这些手段仅能提供抽象的二维心脏平面图像，难以对心脏这种解剖复杂的三维立体结构进行直观说明，因而学生也就不能很好地理解心脏外科疾病的解剖及病理生理过程$教师有时要为解说一个图片反复演说、反复采用手势比喻，但教学效果仍不尽人意，学生不能很好地理解，学习积极性也受到很大的挫折$因此，为提高心脏外科学的教学效果，教学手段的改进势在必行$随着计算机技术的进步，计算机图像技术及虚拟人技术不断发展，三维重建技术在教学及科研中得到了广泛应用$三维重建技术是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础，也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术$目前，在医学临床与教学领域，常见的三维重建技术主要有3种：虚拟人切削断层重建、三维激光扫描仪重建、CT重建技术$尤其是CT重建技术，在临床及教学中应用广泛$有研究表明，在影像解剖学的学习中CT重建技术能明显提高学习效果％&$据此，本研究应用CT重建技术，建立了一套3D的心脏外科教学课件用于教学，取得了满意的教学效果，现报道如下$1材料与方法1.1材料电脑1台，常规配置，windows7操作系统，能流畅运行3Dmax等绘图软件$>2方法1.2.1幻灯片制作通过网络下载第三军医大学提供的虚拟人一、二号解剖学切片图像，收集各种心脏疾病的患者进行心脏CT检查，收集数据，应用CT工作站进行三维重建$按外科学教学大纲要求制作教学章节的幻灯片$根据以往的教学经验，在学生难于理解的心脏解剖上应用虚拟人一、二号提供的解剖切片图像重建心脏正常的3D图像；应用心脏CT收集数据重建各种心脏疾病的心脏3D图像$并做成动图形式,放置于教学幻灯片上，完成教学幻灯片的制作$ 1.2.2教学方法选取2016年度2名教师授课的4个班级作为研究对象，每名教师授课的2个班级中一个为研究组，应用含有3D图像的教学幻灯片进行教学；另一个班级为对照组，应用传统教学方法进行教学$1.2.3评估指标课后立即发放调查问卷，了解各组学生对授课的主观感受；同时即刻进行10min简单测验，测验题为20道选择题，考查各组学生对授课内容即刻的学习及理解程度，进行评分及分数统计。
CT三维重建心脏立体模型在心脏大血管X线平片教学中的应用
CT三维重建心脏立体模型在心脏大血管X线平片教学中的应用潘存雪;党军;赵建卿;古丽娜·阿扎提;刘文亚【摘要】心脏大血管X线平片是心血管系统重要的检查手段，也是影像教学大纲中要求医学生必须掌握的诊断方法。
然而由于心血管系统解剖结构的繁复及平片多组织结构重叠的特点，平片向来是心血管影像教学中的一大难点。
CT三维重建心脏立体模型直观、立体、形象，可降低教师讲授及学生理解的难度，激发教与学的积极性，进而明显提高教学效率和教学质量，为心血管系统平片的教学提供了一种简单、易行且有效的辅助手段。
%Heart vascular X-ray plain film is an important detecting means for inspection of cardiovascular system diseases, and is required to be mastered in the medical imaging syllabus. However due to the complexity of cardiovascular system anatomy, plain iflm is always an issue in cardiovascular imaging teaching. CT three-dimensional reconstruction of the heart model is intuitionistic and tridimensional, it can facilitate teachers' teaching and students' understanding, arouse the enthusiasm of teaching and learning, and then improve the efifciency and quality of heart vascular X-ray plain iflm teaching. CT three-dimensional reconstruction of the heart model is an efifcient method to teach and study cardiovascular system X-ray plain iflm.【期刊名称】《继续医学教育》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】2页(P21-22)【关键词】体层摄影术;X线计算机;三维;心血管系统;X线平片【作者】潘存雪;党军;赵建卿;古丽娜·阿扎提;刘文亚【作者单位】新疆医科大学第一附属医院影像中心，新疆乌鲁木齐 830054;新疆医科大学第一附属医院影像中心，新疆乌鲁木齐 830054;新疆医科大学第一附属医院影像中心，新疆乌鲁木齐 830054;新疆医科大学第一附属医院影像中心，新疆乌鲁木齐 830054;新疆医科大学第一附属医院影像中心，新疆乌鲁木齐830054【正文语种】中文【中图分类】G642近年来，随着医学影像技术的飞速发展，心血管系统的影像检查方法日新月异，然而X线平片仍是临床一线筛查心血管系统疾病的重要检查手段，因此在目前的影像教学大纲中，平片仍是要求医学生必须掌握的诊断方法。
首例中国可视化人体头颈部CT影像三维重建的初步研究
首例中国可视化人体头颈部CT影像三维重建的初步研究庞学利;黄学全;肖红;张绍祥【期刊名称】《第三军医大学学报》【年(卷),期】2003(25)7【摘要】目的对首例中国可视化人体头颈部CT影像进行三维重建研究。
方法将首例中国可视化人体头颈部的轴位断层CT图像 (层厚 1mm ,连续扫描 ) ,应用SiemensCRT3 .0图像处理软件在SGIGraphics计算机工作站上进行三维重建和观察。
结果头面部结构得到良好重建 ,其面部轮廓包括鼻翼、唇、外耳廓、下颏等均能清晰显示。
头颈部骨骼的精细三维重建 ,显示出颅底圆孔、卵圆孔、棘孔等细微结构。
头颈部三维剖面观察可使包括垂体、脑干、颈髓、蝶窦、鼻咽等结构获得良好显示。
结论本研究实现了对首例中国可视化人体头颈部CT影像的三维重建和可视化。
【总页数】3页(P599-601)【关键词】中国可视化人体;CT三维重建;头颈部【作者】庞学利;黄学全;肖红;张绍祥【作者单位】第三军医大学附属西南医院肿瘤血液科;第三军医大学附属西南医院影像诊断科;第三军医大学基础医学部解剖教研室(计算医学实验室)【正文语种】中文【中图分类】R322;R323.1【相关文献】1.首例中国数字化可视人体脊柱区颈段的三维重建研究 [J], 刘光久;张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;李恺;崔高字;郭燕丽;杨小萍;陈现红;王欲甦;邓俊辉;唐泽圣2.基于MRI、CT影像下膝关节及交叉韧带重建可视化的初步应用研究 [J], 胡岩君;余斌;苏秀云;金丹;余正红3.首例中国可视化人体心脏薄层断层解剖学研究 [J], 郭燕丽;张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;崔高宇;李恺;杨晓萍;张伟国;陈现红;陈伟;陆明4.首例中国女性数字化可视人体数据集采集与可视化研究 [J], 张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;李恺;崔高宇;郭燕丽;刘光久;单锦露;刘继军;张伟国;陈金华;王健;陈伟;陆明;游箭;庞学利;肖红;许忠信;王欲甦;邓俊辉;唐泽圣5.首例中国可视化人体心脏三维重建及临床意义 [J], 郭燕丽;张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;崔高宇;李恺;杨晓萍;张伟国;陈现红;陈伟;陆明;王欲甦;邓俊辉;唐泽圣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于面绘制的心脏三维数据可视化方法研究
ｐ ｏ ｓ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｈｅ ｔ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ａ ｙ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ￣ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ
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第２ ９ 卷 第 ４期 ２ ０ １ ７年 ８月
黑０ 龙 ｉ 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 Ｊ ０ 型 ｆ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｂ ａ ｙ ｉ Ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
人体三维可视化模型在超声影像学教学中的应用价值
、
人体三维可视化模型的建立
随 着 计 算 机 技 术 的 不 断 进 步 和 人 体 可 视 化 数 据 集 的进
一
步 完 善 ， 内 外研 究 机 构分 别 建 立 了 多 套 人 体 三 维 可 视 化 国
系 统 。第 三 军 医 大 学 重 庆 市 医学 研 究 所 于 ２０ 年 起 先 后 完 ０２ 成 了 ５ 中 国 可 视 化 人 体 数 据 集 的采 集 。 由 于 采 用 高 精 度 例
于临 床 影 像 医 学 （ 声 、Ｔ ＭＲ 等 ） 需 要 正 常 人 体 断 面 解 超 Ｃ、 Ｉ 均 剖学 作 为诊 断 的形 态 学 基 础 ， 悉 人 体 的解 剖 结 构 是 理 解 超 熟
・
９６ ・
中国 高 等医 维 可 视 化 模 型 为 超 声 影 像 学 的 教 学 开 辟 了新 的 途 径 。我 们 在 中 国 可 视 化 人 体 数 据 集 的 基 础 上 建 立
时切割 （ ２ ， 图 ）同时显示 出相应切割 断面上 的二维解 剖结构 和肝段划分 ， 提高 了超声 在定 位诊断 肝脏 病灶 中的准确性 。 （） ３ 肝脏和心脏三维 可视 化模 型能为 国人影 像 医学 、 心脏和
时间 ， 时 也提 高 了超声 心 动 图诊 断 心 脏疾 病 的准 确性 。 同 （） 脏 三 维 可 视 化 模 型 能 清 晰 地 显 示 肝 脏 的三 维 立 体 空 间 ２肝 结 构 和 内部 的细 微 结 构 ， 能模 拟 超 声 检 查 进 行 任 意 方 位 的 实
值， 因此超 声 影 像 学 的教 学 一 直 是 医学 影 像 学 教 学 的 重 点… １。我们在超声影像学教学工作 中体 会到 ， 掌握扎实 的人
三维重建技术在医学上的应用
三维重建技术在医学上的应用随着科技的不断进步，三维重建技术已经成为医学领域中不可或缺的一部分。
它可以通过数字化的方法将二维图像转化为三维图像，极大地方便了医生们的诊断和治疗工作。
本文将介绍三维重建技术在医学上的应用，包括它的定义、特点和优势，以及在多个领域中的应用实例。
一、三维重建技术的定义和特点三维重建技术是一种将二维图像处理为三维图像的数字化技术。
它通过计算机算法对一系列二维图像进行透视投影变换、图像配准、体素数据重构等复杂的运算，最终得到一个立体的体绘制图像。
三维重建技术的特点在于它可以使人们以更直观、更形象的方式将医学图像的信息展现出来，从而更好地辅助医生进行诊断、治疗和手术。
二、三维重建技术在医学上的优势相比传统的二维图像，三维图像可以提供更丰富、更直观的信息，有助于医生更准确地了解人体内部的状况。
此外，三维重建技术还有以下优势：1. 精度高：三维重建技术采用数字化处理的方式，可以在极高的准确性下还原出真实的三维空间形态。
2. 可操作性强：通过三维重建技术，医生可以对三维模型进行放大、旋转、平移等操作，从而更加细致地观察病变部位的形态，为后续的治疗提供准确的参考。
3. 安全性高：三维重建技术可以帮助医生在手术之前进行模拟练习，降低手术风险，提高手术成功率。
三、三维重建技术在医学中的应用实例1. 三维重建技术在心血管领域的应用在心血管领域，三维重建技术可以对心脏、血管等内脏器官进行三维重建。
通过三维重建技术，医生可以更加清晰地观察心脏、血管等器官的形态，从而判断疾病的类型、位置和程度。
此外，三维重建技术还可以为心血管手术提供辅助，提高手术成功率。
2. 三维重建技术在肿瘤诊断领域的应用在肿瘤诊断方面，三维重建技术可以将多个二维图像合成为三维模型，清晰地展示肿瘤的类型、大小、位置和与周围组织的关系。
通过三维重建技术，医生可以更准确地确定肿瘤的位置和范围，为后续的治疗提供更精确的方案。
3. 三维重建技术在骨科手术中的应用在骨科手术中，三维重建技术可以帮助医生更准确地测量骨骼的长度、角度和体积，预测手术后的形态，并为手术提供准确的参考。
首例中国可视化人体心脏薄层断层解剖学研究
首例中国可视化人体心脏薄层断层解剖学研究郭燕丽;张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;崔高宇;李恺;杨晓萍;张伟国;陈现红;陈伟;陆明【期刊名称】《第三军医大学学报》【年(卷),期】2003(25)7【摘要】目的探讨人体心脏薄层影像断面的形态学规律。
方法经肉眼观察和CT、MRI检查无器质性病变的中等身材、中年男性标本 1例 ,经外形测量、血管灌注后 ,用明胶包埋 ,冰冻 1周 ,然后在低温实验室中用数控铣床从头至足逐层洗切。
逐层用高清晰度数码相机摄影 ,完成人体数据集的获取。
结果首例中国可视化人体心脏部分共计 15 0层 ,每层厚度为 1 0mm ,每层断面所显示的心脏结构清晰 ,数字化摄影分辨率为62 914 5 6( 3 0 72× 2 0 48)像素 ,每个断面图像文件大小为 3 6MB ,整个心脏部分数据集量为 2 7GB。
并对本例可视化人体心脏部分的数据集进行总结和分析。
结论本研究报道的首例中国可视化人体心脏部分为连续、完整的薄层断面 ,无节段性数据缺损 ,厚度均匀 ,为心脏三维重建及可视化心脏的研制奠定了基础 ,也为临床影像诊断学 (超声、CT、MRI)提供了完整。
【总页数】3页(P566-568)【关键词】可视化人体;心脏;断面解剖【作者】郭燕丽;张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;崔高宇;李恺;杨晓萍;张伟国;陈现红;陈伟;陆明【作者单位】第三军医大学基础医学部解剖学教研室(计算医学实验室);第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所影像诊断科;第三军医大学附属西南医院影像诊断科【正文语种】中文【中图分类】R319;R322.34【相关文献】1.中国解剖学会人体解剖学专业委员会与断层影像解剖学专业委员会2004年学术年会纪要 [J],2.首例中国可视化人体心脏三维重建及临床意义 [J], 郭燕丽;张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;崔高宇;李恺;杨晓萍;张伟国;陈现红;陈伟;陆明;王欲甦;邓俊辉;唐泽圣3.首例中国学龄前男童连续薄层标本数据集与可视化研究 [J], 徐雪彬;王星;李琨;李筱贺;曲星月;魏昱;张少杰;李志军4.肾上腺形态及其毗邻关系的薄层断层与CT断层解剖学研究 [J], 陈伟;张绍祥;丁仕义;王健;陆明;张恩全;何强;王成波5.中国可视人体数据子宫及附件薄层断层解剖学观测 [J], 单锦露;张绍祥;刘正津;谭立文;邱明国;李七渝;李恺;崔高宇;郭燕丽;刘光久;刘继军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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文章编号:100025404(2003)0720569203 论著首例中国可视化人体心脏三维重建及临床意义郭燕丽1,张绍祥1,刘正津1,谭立文1,邱明国1,李七渝1,崔高宇1,李 恺1,杨晓萍1,张伟国2,陈现红2,陈 伟3,陆 明3,王欲更生4,邓俊辉4,唐泽圣4 [第三军医大学:1基础医学部解剖学教研室(计算医学实验室),重庆400038;2附属大坪医院野战外科研究所影像诊断科,重庆400042;3附属西南医院影像诊断科,重庆400038;4清华大学计算机科学与技术系,北京100084] 提 要:目的 对首例中国数字化可视人体的心脏进行三维重建,为心脏疾病的影像学诊断和外科手术提供三维解剖学依据。
方法 将首例中国数字化可视人体心脏部分的薄层断面(层厚1.0mm)输入SGI工作站,经数据分割、对位重建、平滑处理和三维显示等步骤,完成对心脏结构的三维重建。
结果 本研究完整地重建出了心脏结构,重建的结构能够以多结构、多彩色实体模型方式显示,可显示心脏内部各结构的空间位置和毗邻关系,可在三维空间位置上绕任意轴旋转任意角度。
结论 重建出的三维图像清晰地显示了心脏内部和整体的结构,实现了心脏的三维可视化。
关键词:可视化人体;心脏;三维重建 中图法分类号:R319;R322.11 文献标识码:AThree dimensional reconstruction of the heart of the first Chinese digitized visible humanG UO Y an2li,ZH ANG Shao2xiang,LI U Zheng2jin,T AN Li2wen,QI U Ming2guo,LI Qi2yu,C UI G ao2yu,LI K ai,Y ANG X i2 ao2ping,ZH ANG Wei2guo,CHE N X ian2hong,CHE N Wei,LU Ming,W ANG Y u2su,DE NGJun2hui,T ANG Z e2sheng(De2 partment of Anatomy,Third M ilitary Medical University,Chongqing400038,China) Abstract:Objective T o provide three dimensional(32D)anatomic data for imaging diagnosis and surgical op2 eration of heart diseases by32D reconstruction of the first Chinese digitized visible human heart.Methods The data of the series of the thin sections of the first Chinese digitized visible human heart were im ported to SGI W orkstation and32D reconstruction of the heart was performed by several steps.Re sults Three dimensional structures of heart were reconstructed entirely.All reconstructed structures could be displayed by multiple structural and color m odes, individually or jointly,and could be rotated continuously on any plane.Conclusion The internal and entire struc2 tures of heart can be clearly shown on the reconstructed32D images.The visible heart is therefore achieved. K ey w ords:visible human;heart;32D reconstruction 心脏解剖和生理上的复杂性与特殊性,使心脏的三维重建成为人们研究的热点和难点。
近年来,国内外学者分别采用断面解剖、心脏超声、CT及MRI等的二维图像来完成心脏的三维重建,但因受断层厚度、二维图像分辨率的限制,重建出的图像不够精确和完整,特别是利用心脏薄层断面技术完成心内具体结构的清晰重建尚未见报道[1,2]。
本研究在中国首例数字化可 基金项目:国家杰出青年基金资助项目(39925022),国家自然科学基金资助项目(30270698) 作者简介:郭燕丽(1971-),女,甘肃省兰州市人,博士研究生,主治医师,讲师,主要从事超声诊断方面的研究,发表论文10篇。
电话:(023)68754427 通信作者:张绍祥,电话:(023)68752201 收稿日期:2003201205;修回日期:2003202223视人体原始数据集的基础上,进行心脏及相关血管的重建,旨在建立国人心脏三维可视化数据库,为心脏疾病的影像学诊断和外科手术提供三维解剖学依据。
1 材料和方法111 二维图像资料的获取 心脏部分连续断面共计150个层面(从主动脉弓上缘至心尖部消失),层厚1.0mm[3]。
由Cannon高清晰度数码相机摄影,数字化摄影分辨率为6291456(3072×2048)像素,每个断面图像文件大小为36M B,整个心脏部分数据量为217G B。
每个层面均能连续、完整地显示心内细微结构。
在WI NDOWS XP操作系统PH OT OSH OP710操作平台上完成精细对位,数字图像传输入SGI工作站上。
112 计算机三维重建方法 重建软件为medview,三维重建的算法采用contours+965第25卷第7期2003年4月 第 三 军 医 大 学 学 报ACT A AC ADE MI AE ME DICI NAE MI LIT ARIS TERTI AEV ol.25,N o.7Apr.2003marching cubes 算法,即二维图像先进行轮廓线编辑、修改、储存等操作,得到轮廓线数据,将轮廓线离散,重新填充和分类,形成三维数据场,经移动立方体算法,抽取等值面,然后经简单平滑算法和条带显示处理,进行三维图像重建。
三维重建程序用标准C 语言编写。
我们分别对心脏及相关血管整体、局部心脏内部结构进行了三维重建。
2 结果 在SGI 工作站上获得了心脏及相关血管的三维空间结构,包括左右心室、左右心房、主动脉弓及其分支、降主动脉、肺动脉主干及分支、左右冠状动脉及主要分支。
重建结构可以多彩色、多结构显示,也可单独显示,任意搭配显示或总体显示。
所有结构均可在三维空间位置上绕任意轴旋转任意角度,对感兴趣的结构还可进行放大观测。
211 心脏及相关血管的整体三维重建 重建出的整体心脏及相关血管图像清晰,从前面观察,可以显示肺动脉主干发自右室并分叉为左右肺动脉,主动脉弓骑跨于肺动脉分叉处,并分出无名动脉、左颈总动脉、左锁骨下动脉,两侧分别为左右心耳,前室间沟和冠状沟清晰可见,见图1。
从后面观察,可以显示四支肺静脉汇入左房,下腔静脉清晰可见,左旋支行走于左冠状沟内,见图2。
冠状动脉的三维重建可以显示右冠状动脉自右冠状动脉窦发出后,向右沿冠状沟环绕心脏走行,左冠状动脉自左冠状动脉窦发出后,主干在左心耳和肺动脉之间分为左前降支、左旋支,见图3。
AAO :Ascending aorta ;LAA :Left atrial appendage ;LAD :Left anterior artery ;LPA :left pulm onary artery ;LV :left ventricle ;MPA :main pul 2m onary artery ;RAA :Right atrial appendage ;RCA :Right coronary artery ;RV :Right ventricle ;S VC :Superior vena cava图1 心脏的前面观Fig 1 Anterior view ofheartDAO :Descending aorta ;IVC :In ferior vena cava ;LAA :Left atrial ap 2pendage;LCX:Left circum flex ;LIPV :Left in ferior pulm onary vein ;LPA :Left pulm onary artery ;LUPV :Left upper pulm onary vein ;LV :Left ventricle;RIPV :Right in ferior pulm onary vein ;RPA :Right pulm onary artery ;RUPV :Right upper pulm onary vein ;RV :Right ventricle ;S VC :Superior vena cava图2 心脏的后面观Fig 2 Posterior view ofheartAAO :Ascending aorta ;LAD :Left anterior artery ;LPA :left pulm onary artery ;MPA :main pulm onary artery ;RCA :Right coronary artery ;DAO :Descending aorta ;LCX:Left circum flex ;RPA :Right pulm onary artery图3 冠状动脉及其分支Fig 3 Anterior view of left ,right coronary artery and its branches212 心脏内部结构的重建 本研究对心脏内部的结构进行了空间三维重建,重建出了左心室及心室内的乳头肌、右心室及其丰富的肉柱、部分二三075 第 三 军 医 大 学 学 报 第25卷尖瓣、房间隔及其卵圆窝、室间隔等结构,清晰地显示了心内结构的空间位置和毗邻关系,见图4。
AM V :Anterior m itral value ;APM:Anterior papillary muscle ;AT V :Anterior tricuspid value ;ES:Es ophagus ;FO :F ossa ovalis ;LA :Left atrial ;LV :Left ventricle ;PM V :P osterior m itral value ;PPM:P oste 2rior papillary muscle ;ST V :Septal tricustid value ;RA :Right atrium ;RV :Right ventricle图4 心脏内部结构的三维重建Fig 4 Three 2dimensional reconstruction of internal structure of heart3 讨论311 断面图像的采集和三维重建算法的选择 三维图像的重建是以二维图像为基础,二维图像提供的原始数据越充分,则重建出的三维图像失真度就越小,本研究的心脏连续断面数据取自于中国首例数字化可视人体数据集,该数据集的获取是由高精度的数控铣床(铣切精度为0.001mm )从头到脚逐层铣切,每层厚为1.0mm ,厚薄均匀,并采用高清晰度的数码相机摄影,每个断面图像文件大小为36M B ;同时由于是对人体整个胸部的完整铣切,确保了心脏原来的位置,避免了既往研究中将心脏单独分离所造成的心脏变形。