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数字化人体图像和三维模型在解剖教学中的应用
通过在教学过程中，将数字化人体图像和三维模型进行融入其中，能有效提高学生对人体的理解和认识，从而有效提高教学质量。通过应用现代影像学和人体解剖学，实现数字化模型的建立，并将实物断层面图像和影像进行对照，从而加深对图像的理解，并深刻记忆影像之间的联系和区别。总的来说，数字化人体图像和三维模型在解剖学应用中，能有效提高其教学质量，值得在解剖教学中推广应用。
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振动对骨重建影响的三维有限元分析
目的 观察不同振动频率刺激下股骨表观密度的变化情况,从而确定何种振动参数能对骨骼系统产生有益影响.方法 先获得兔股骨扫描图像,再利用UG软件对图像进行三维重建得到股骨的实体模型,后导入ANSYS软件中,利用ANSYS软件布尔操作中的减操作,得到带有空腔的兔股骨生物力学模型.结果 通过有限元仿真分析,发现添加振动激励后骨骼的应力分布和骨密度发生了变化,股骨部分部位骨密度增加.结论 有限元分析不但为分析振动对骨重建的动物和人体实验打下基础,还为进一步深入了解骨骼结构与力学环境之间的关系、为进一步研究对抗航天失重引起的骨丢失和治疗骨质疏松症提供了帮助.
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下颌角的CT三维重建模拟整形术
目的 模拟下颌角整形术,将逆向工程原理应用于下颌角整形手术设计中.方法 重建病人术前头部CT颅骨模型,测量相关数据并导入geomagic(V5)软件中,根据东方经典美丽分析面罩模拟下颌骨整形手术,比较原始模型与模拟后模型以确定截骨线和截骨量,后重建术后CT模型,评价模拟手术效果.结果 重建了不同状态下颌骨三维模型,利用模拟手术结果设计了实际手术方案.结论 逆向工程原理对于设计下颌整形术方案有明显的临床应用价值.
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可摘局部义齿设计三维可视化专家系统
介绍了一套可摘局部义齿设计的专家系统,利用三维可视化技术,可直观、立体的显示修复设计效果.论述了三维图形库建立的方法,其中牙列三维模型由从CT获得的二维断面序列重建而成,义齿部件模型由专家在此基础上绘制.另外介绍了知识库设计的方法.后,给出了两例牙列缺损修复设计的图示结果.
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咨询过程的深度:一个三维模型的探索
目的:检验江光荣(2005)提出的咨询过程深度的三维模型.方法:在本项心理咨询的过程-效果研究中,选取28个咨询会谈,依据模型对录像资料编码,考察编码结果与咨询师和当事人对会谈深度评价之间的关系.结果:咨询师和当事人对会谈深度有着不同的评价,当事人对会谈深度的评价明显高于咨询师[(4.95±1.12)vs.(4.23±0.94),P<0.05];咨询过程深度的三维模型和咨询师对会谈深度的评价相关(路径系数为0.55,P<0.01),但与当事人对会谈深度的评价无统计学意义相关;在深浅不同的会谈中三维模型各维度随时间的变化曲线有不同特点,可以通过会谈曲线来了解咨询过程.结论:咨询过程深度的三维模型得到一定程度的支持.
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整体与切割评估法考察咨询会谈深度结果比较
目的:检验江光荣(2005)提出的心理咨询会谈深度的三维模型,考察对会谈深度采用整体评估法和切割评估法所得结果的差异.方法:对28个样本会谈的情感、个人化和此时此刻三个维度分别进行整体评分,考察三维度的评分与咨询师和当事人对会谈深度评价的关系,并与切割评估法所得结果进行比较.结果:两种方法对三维度的评分存在中度相关(r情感=0.56,P=0.002;r个人化=0.64,P=0.000;r此时此刻=0.63,P=0.000).两种方法所得到的三个维度与当事人深度评价的关系不尽相同,切割评估法在三维度与当事人的深度评价间没有相关性,而整体评估法在排除了指导性较强的6个会谈后,在情感和此时此刻维度与当事人的深度评价间相关(r情感·深度评价=0.45,P=0.035;r此时此刻·深度评价=0.58,P=0.005),且此时此刻维度对深度评价有一定的预测作用(深度评价=2.419+0.487×此时此刻,R2=0.501).结论:两种评分方法既存在一致性,也有差异;会谈深度的三维模型存在一定程度的合理性;两种方法得到的结果不尽相同,还需要更多同类研究的探讨.
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利用猪子宫三种体外培养细胞构建三维医学模型
目的 在体外培养出结构和功能与活体组织和器官相同或相似的结构功能体,以作为器官移植宝贵材料或其他生物现象的体外研究模型.方法 运用胰蛋白酶消化、细胞筛网法和组织块贴壁法分离构建三维医学模型所需的种子细胞,然后选择适宜的生物支架材料,后将种子细胞依照自然子宫结构附植在支架材料上,经体外培养而获得的与自然子宫形态与功能相似的模拟体.结果 本实验成功地建立了上皮细胞、基质细胞和平滑肌细胞的有限细胞系,并构建了猪子宫三种体外培养细胞三维医学模型.结论 运用胰蛋白酶消化、细胞筛网法和组织块贴壁法分离种子细胞是一种较好的方法,其分离结果细胞较纯.
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基于CT图像的颌面三维重建及其应用
目的 应用CT断层扫描图像,使用Mimics逆向工程软件建立颌面部三维模型.方法 对颌面部进行64层螺旋CT扫描,获得颌面部二维图像,通过Mimics软件直接导入DICOM格式CT数据,利用逆向工程软件Mimics对数据进行分割、处理,并完成三维重建.结果 对颌面部进行三维重建,得到颌面部的三维模型.结论 利用逆向工程软件Mimics对使用螺旋CT扫描获得的二维图像进行分割,获得颌面部骨骼部分,并建立颌面部三维模型.Mimics软件提高了建模效率,为临床医生进行诊断和治疗提供了精确的模型.
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枕颈融合内固定治疗C1 Jefferson骨折的数字化设计及意义
枕颈融合手术内固定治疗C1 Jefferson骨折具有一定风险，其骨折的三维重建及复位有助于了解伤情，虚拟内固定过程有助于选择、处理内固定钢板，从而制订更为合理的手术方案、缩短手术进程，减少手术风险。目前CT重建骨折三维模型在技术上已颇为成熟，但影像医师只能提供固定角度的三维重建图像，对于动态的三维模型的只能在CT工作站上观察，不能进行骨折虚拟复位以及三维测量，无法完全满足临床骨科医师的需要。得益于电脑硬件、软件技术的高速发展，目前个人电脑已可在Windows操作系统下完成骨骼三维重建工作，利用软件不但可以重建复杂骨折三维模型，尚可进行骨折块的复位，设计数字钢板、螺钉并完成虚拟内固定，乃至进行有限元力学分析。虚拟状态下的骨折复位、内固定将为现实手术提供极具价值的参考，极大避免术中的误判和遗漏。作者按照AO分类标准［1］在1具颈椎标本上制作成功上颈椎C1 Jefferson骨折模型，并将标本进行高速CT薄层扫描，在Mimics软件中对骨折模型进行重建、复位，以Solidworks软件设计出Cervifix系统及螺钉，并进行虚拟内固定，效果良好。这种方法亦可为其他部位复杂骨折参考。本文对方法学上的实践过程进行初步探讨。
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细胞间直接接触对促新生血管生成调控作用的研究
目的：研究并探讨血管内皮细胞增殖、交联形成新生血管网的相关机制，以促进缺血性心脏病（IHD）病人的心肌再血管化。
方法：体外分离原代小鼠内皮细胞（ECs）、心肌细胞（CMs）及心肌成纤维细胞（CFs），分别进行相应各组的三维细胞培养，引入血管内皮生长因子（VEGF），建立体外血管生成的三维模型并行免疫荧光染色检测，观察了解血管网状结构的形成情况。 -
上颌骨微植体支抗正畸矫治力系统数值分析研究
近年来,在口腔的正畸治疗中微螺钉种植体支抗系统得到了越来越广泛的应用,该系统具有与骨组织结合良好、植入简单、可即刻受力等优势,在正畸治疗中受到了广泛的重视和关注.本文将通过建立上颌骨的三维模型,研究该系统的动力学过程,从而分析上颌骨在施以了正畸力的作用下所产生的变形场与应力场的演化,希望能够为该支抗系统的优化和进一步发展提供可靠的科学依据.
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基于MRI的儿童发育性髋关节发育不良三维模型的建立
目的:探索一种基于MRI图像,建立儿童发育性髋关节脱位髋关节三维模型的方法,为进一步建立有限元模型及分析奠定基础.方法:选择1名18个月大、右侧发育性髋关节脱位女性患儿,利用本院的GE Signa 1.5T超导磁共振扫描仪,术前平卧位检查,得到骨盆连续水平位T1加权像MRI图像.所得MRI图像经过Mimics10.0、Geomagic Studio 12软件处理后,得到可以进行有限元分析的发育性髋关节脱位髋关节的三维模型.结果:使用MRI图像,经过Mimics10.0、Geomagic Studio 12软件处理,建立了可以进行有限元分析的发育性髋关节脱位髋关节的三维模型.结论:利用对软骨成像较好的MRI图像可有效地建立儿童髋关节脱位髋关节的三维模型,相对于CT图像而言,更加接近儿童髋关节的真实解剖结构,为进一步建立有限元模型和分析奠定基础.
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基于CT的肾结石三维模型在经皮肾镜中的应用
目的 探讨基于CT的肾结石三维模型在经皮肾镜碎石取石术(PCNL)中的应用.方法 选取深圳市宝安区人民医院泌尿外科2016年7月至9月收治的12例临床确诊为肾结石并拟行PCNL手术的患者临床资料,男6例,女6例,其中右肾结石7例,左肾结石5例,年龄28~46岁,平均39岁.CT提示结石大径为2.3~4.2 cm,平均3.2 cm.采集肾结石患者的CT数据,利用三维重建软件MIMICS 17.0进行图像分割和三维重建,建立个性化肾结石三维模型.由4名手术医师于术前根据3D肾结石模型结合影像学资料设计具体手术方案,术中记录实操数据,术后填写3D模型评估调查问卷,以评估该3D模型的有效性.以3D肾结石模型作为术前谈话工具,与患者及家属进行术前谈话,并请患者及家属填写3D结石模型评估调查问卷.结果 成功重建出12例患者的3D肾结石模型,该模型直观显示了肾结石的大小及位置,肾内集合系统和肾盂、肾动、静脉以及肾周毗邻脏器的关系.术前利用3D肾结石模型预估的穿刺肾盏、穿刺点及是否需要双或多通道与实际手术基本符合,预估的穿刺深度为(6.6±0.8)cm,实际穿刺深度为(7.1±0.7)cm,两者差异无统计学意义(P>0.05).手术医师对3D结石模型的总体评价得分为(8.5±0.6)分,患者及家属对使用3D结石模型的术前谈话的总体满意度得分为(8.4±0.7)分.结论 基于CT的3D肾结石模型能够很好地反映肾结石的大小、位置以及肾脏与周边脏器的关系,在PCNL术前规划中起到积极的作用,同时可作为PCNL术前医患沟通的有效工具.
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三维模型在颅颌面外科的临床应用
目的 探讨基于螺旋电子计算机断层扫描(CT)数据,应用快速成型技术(RP)制作的三维模型在颅颌面外科临床工作中的应用.方法 以10例颅颌面畸形患者的头颅螺旋CT数据为基础,应用计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)技术制作出头颅三维模型或修复体模板,借以辅助临床诊断,并进行术前模拟手术,制定手术方案.结果 采用本法,可以降低手术难度,缩短手术时间,提高疗效.结论 运用三维模型技术,可以准确、详尽地显示颅颌面骨真实状况,作为颅颌面畸形诊断和术前模拟手术的主要辅助手段之一,为降低颅颌面外科修复难度提供了有效的方法,具有重要的临床实用价值.
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电子束CT和快速成型技术建立山羊颅骨缺损模型在颅颌面外科中的应用
目的 探讨山羊颅骨缺损的三维模型在颅颌面外科中的应用价值.方法 以成年山羊为实验对象,建立颅骨缺损的动物模型.采用电子束CT(EBCT)扫描,CT图像在工作站进行三维重建,终的数据转换为快速成型(RP)机所能接受的文件格式,成型机通过“分层制造、逐层叠加”的原理制造出三维模型.结果 采用EBCT以1 mm层厚逐层连续薄层容积扫描作为原始数据源,将获得的图像经过滤波、降糙、二值化轮廓识别和提取、三维重建、计算机辅助设计(CAD)曲面重构、实体重构,以光敏树脂为材料,运用液态树脂选择性固化法激光快速成型技术成功地复制了山羊颅骨缺损的三维仿真头颅模型.结论 山羊颅骨缺损头颅模型的建立,对颅骨缺损的三维测量,个性化修复以及相关的基础和临床研究均具有重要意义.
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多来源颅颌面三维数字化模型的建立
目的 建立一个满足临床和科研要求的可视化的多来源多精度的颅颌面三维数字化模型.方法 采用锥体束断层CT(CBCT)扫描整个头部,利用不同组织的亨氏单位(Houns Field值)的不同,提取出面部软组织、颌面部骨骼以及牙列3种组织结构,利用三维重建的方法,重构出面部、颌骨和牙齿三部分的数字化三维模型,同时采用激光扫描的方法获得带有纹理信息的面部三维模型以及高精度三维数字化牙列模型,利用三维图形学中的配准技术,将激光扫描获得的面部、三维模型转化到CT来源的重建的三维颅颌面数字化模型所在坐标系.结果 获得一个带有颜色信息的面部软组织、高精度牙列和清晰骨骼的复合三维数字化颅颌面模型.结论 多来源的三维数字化颅颌面模型是一种能够达到临床和科研要求的高精度数字化模型.
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Proplan CMF软件模拟颧骨L型截骨降低术准确性的临床研究
目的 评价Proplan CMF软件模拟颧骨L型截骨降低术的准确性.方法 将2014年1月至2016年6月收治的26例颧骨颧弓肥大患者的术前及术后1年的CBCT资料导入ProplanCMF软件,重建三维模型并行L型截骨手术模拟,同时选择特征性标志点并建立三维定点测量系统,测量相关指标,并采用单因素方差分析,同时观测术后与模拟软组织的彩色重叠图.结果 骨组织面宽、双侧颧突角及面宽指数术前组分别为(135.45 ±2.45) mm、(102.50±2.60)°、(103.41±2.56)°、1.48±0.05,术后组分别为(128.56 ±2.72) mm、(106.87 ±2.53)°、(108.56 ±3.02)°、1.41 ±0.03,模拟组分别为(129.49 ±2.26) mm、(108.68 ±2.40)°、(108.85±3.02)°、1.42 ±0.03,术后组、模拟组分别与术前组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05),而术后组与模拟组比较,差异无统计学意义.软组织颧弓间距:术前组为(153.25 ±2.58) mm,术后组为(150.23 ±2.76) mm,模拟组为(149.36±3.27)mm,组间比较差异均无统计学意义(P＞0.05);颧突间距及双侧颧突耳屏距:术前组分别为(120.16±3.18) mm、(74.58±3.19)mm和(76.14±3.15) mm,术后组分别为(126.35±2.56)mm、(68.75±2.15) mm和(68.86±3.21) mm,模拟组分别为(118.86±3.45) mm、(73.85±3.57) mm和(76.87±2.58)mm,术后组分别与术前组和模拟组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05),说明软件对于骨组织面宽、面宽指数、颧突角及软组织颧弓间距预测较准确,而对于软组织颧突间距及颧突耳屏距预测准确性稍差;同时彩色重叠图显示颧突区预测准确性稍差,而颧弓区等其他部位预测准确性较高.结论 Proplan CMF软件对于颧骨颧弓肥大患者手术预测准确性较高,而软组织颧突区预测准确性则稍差,还有待于进一步研究与改进.
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计算机辅助制作个性化钛网修复面斜裂骨缺损一例
面斜裂是胚胎时期侧鼻突和上颌突上部未能完全融合所致,因多合并有骨骼、软组织、皮肤及眼鼻唇等诸多重要器官的畸形,手术修复比较困难,尤其骨骼修复是一大难点.我们应用计算机辅助设计、制造(CAD/CAM)等技术,建立三维模型,制作个性化钛网,为1例面斜裂患儿进行了骨修复,获得较好的效果.
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建立个性化眶三维模型的研究
目的研究和制备完整精确的眶模型,为临床眶畸形缺损的整形进行个性化整复的手术设计.方法螺旋CT扫描干性头颅,采集层厚1 mm的CT数据;用分割微调阈值和"砌墙法"预处理CT数据;用MedGraphics软件建立三维可视模型;然后用快速原型机制作出三维实体眶模型.对干性头颅、三维可视模型和快速原型(RP)模型上的解剖点间距和眶内壁间的夹角进行对比测量,评估模型的精确度.结果建立了解剖结构完整而精确的眶模型.头颅与三维可视模型之间的平均差值为(0.10±1.02)mm,头颅与RP模型之间的平均差值为(0.22±1.04)mm.头颅、三维可视模型与RP模型三者的两两组间差异无统计学意义.头颅与RP模型上的眶内各壁夹角的差异无统计学意义.结论在外科医师与工程技术人员的密切配合下,选择层厚1 mm的CT数据和"砌墙法"等图像预处理,采用多种软件及快速原型机能制备出满足临床需要的完整而精确的眶模型,在外形和功能上,可以提高临床眶畸形的整复效果.
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不同重建阈值构建宫颈癌动脉血管网数字化三维模型对癌灶血供分析的影响
目的：拟比较不同重建阈值的在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的血供比例，评估模型的应用价值。方法通过采集2010年4月至2012年12月于南方医科大学南方医院妇科住院的36例宫颈癌患者的CTA数据集，导入三维重建软件后分别设定重建阈值为80 HU、100 HU和120 HU后利用Mimics软件构建在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型；利用线切割及面切割工具对三维模型进行立体切割，并计算子宫及子宫各部分的血管容积及血供比例，比较三种不同重建阈值所构建的在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的血供特点。结果（1）通过Mimics软件计算得出，子宫总体血管容积、宫体血管容积、宫颈血管容积，宫体左/右侧部血管容积、宫颈左/右侧部血管容积随重建阈值降低而增加，差异具有统计学意义（P<0.05），子宫各部位血管容积与不同重建阈值之间呈负相关（P<0.01）；（2）宫体、宫颈占总体血供比例，宫体左/右侧部占宫体血供比例以及宫颈左/右侧部占宫颈血供比例不随重建阈值的变化而变化，差异无统计学意义（P>0.05）。结论宫颈癌动脉血管网数字化三维模型中子宫各部分血供比例不受重建阈值的变化而变化，能更客观准确的反映宫颈癌的动脉血供特点，为后续临床应用提供了稳定的模型基础。
