三维重建技术在外科学教学中的应用

数字化三维重建技术在肝脏外科中的应用白军军翟振洪季德刚*郑泽霖*数字化三维重建技术指将许多形形色色的信息转变为可以度量的数据，导入计算机，通过计算机图像处理技术对三维物体建立适合计算机表示和处理的三维几何模型，是通过计算机技术表达客观世界的虚拟现实的关键技术。

数字化技术正在引发一场范围广泛的产品革命，是数字计算机、多媒体技术、软件及智能化技术的基础。

三维重建软件正是在数字化技术领域产生的医学图像处理软件。

肝脏三维重建技术指利用三维重建软件通过计算机系统对肝脏CT或核磁的二维图像进行重新操作、整合成三维图像的过程[1]。

三维重建软件不仅能清晰显示肝脏内的脉管结构、肝脏病灶的大小、肝脏外血管和胆管走行与周围脏器的解剖结构，还可以立体的展示肝脏病灶与肝内脉管结构的毗邻关系，对肝脏疾病的诊疗及手术的指导具有重要临床意义，现对数字化三维重建技术在肝脏科中的临床应用作一总结。

1数字化三维重建技术对肝脏解剖的分析肝脏作为人体重要的代谢器官，通过生物转化作用，帮助人体吸收营养物质、排除毒物、新成代谢，肝脏的营养需要人体充足的血液供应及肝内良好的血液循环功能，肝脏同时也是很脆弱的器官，容易受到病毒、酒精、毒物等致病物质的侵袭。

当人体对肝脏未进行很好的保护时，进肝血流量减少或者肝内脉管结构堵塞、肝脏受到异物或者病原体的侵袭，就会表现出疲惫、腹胀、黄疸、食欲不振等症状。

我国是肝病大国，肝占位发病的几率呈逐年升高的趋势，肝脏外科学的发展得益于人体解剖学及医学影像学的发展，相对局限。

在对肝脏标本解剖及管道重新铸形的研究基础上，Couinaud根据Glisson系统的分布及肝静脉的走行，于1954年提出了肝脏八段划分法，该方法已被临床工作者广泛应用[2]，但是该方法并不能对存在解剖结构变异的患者给肝脏外科医生做出合适的指导，不能很好的反映出个体间的解剖差异，临床上面临的大量血管及胆管变异使这种单纯依靠血管模型的分段带来不少的争议。

-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。

三维建模技术在医疗领域中的应用三维建模技术是目前应用广泛的技术之一，它将物理实体转化为数字模型，在医疗领域中也得到了广泛应用。

三维建模技术通过精确的数据收集和处理生成精确的三维模型，其优点在于可以快速、无创地创造高精度的三维模型，从而使得医疗领域的许多领域得以发展成熟。

对医疗领域来说，三维建模技术的应用范围非常广，包括以下几个方面：1. 外科手术外科手术对解刨学的熟悉和对病情的准确了解是必要的。

过去，外科医生通过手动解剖的方式才能了解病情和进行手术，现在借助三维建模技术，医生可以更好地理解和预测患者受损部位的变化，从而规划出更加准确的手术方案。

例如，在耳科手术中，医生可以通过三维建模技术建立人耳内部的模型图，以更好地辅助手术。

2. 介入治疗对于介入治疗来说，三维建模技术也是非常有效的工具。

借助三维建模技术，医生可以更好地了解患者的管路、病变部位和周围的组织结构，以便在进行介入治疗之前进行更加精确的方案制定，更好地减少手术风险，提高患者的治疗效果。

3. 仿真模拟借助三维建模技术，医生可以在虚拟环境下进行仿真模拟，进行手术演练，以便更好地掌握手术技巧，提高手术效果，减少手术风险。

手术学习已经从过去的实践经验转变为精细的操作技巧的学习，更加逼真的仿真体验能够为医生提供精细的操作技巧，从而在实际手术中减少风险。

4. 器械设计三维建模技术对当今的医疗器械设计产生了很大的影响。

借助三维建模技术，医疗器械的设计师可以进行更为精准的设计和制作，有效解决早期没有完善运行规范和条件限制、手工制作时精度难以保障等问题。

现在，多个器械的平面图绘制往往可以通过借助三维建模技术来完成，节省了时间和精力，还能精细地辅助制作。

总之，三维建模技术在医疗领域中的应用，对诊断、手术和治疗等环节都发挥了积极作用，为患者的健康提供了保障，同时也使得医生的工作效率和精准度有了极大的提高。

人体三维重建技术在医学中的应用研究随着技术的不断进步，人体三维重建技术成为了医学领域的一项重要技术，它可以将人体内部的结构、关系、变化等信息转化为数字化的三维模型，为医疗诊断、外科手术规划、医学教育等方面提供了便利。

本文将从三个方面分析人体三维重建技术在医学中的应用研究。

一、医学诊断人体三维重建技术可以应用于医学影像学中，如CT、MRI等，将影像数据转化为数字化的三维模型。

这样，医生和患者可以更直观、准确地了解病变部位、大小、形态等信息，有助于制定更加个性化、精准的诊疗方案。

比如，对于颅部肿瘤患者，医生可以通过三维重建技术了解肿瘤与周围器官的关系，避免手术过程中对周围器官的损伤，同时提高手术的成功率。

此外，人体三维重建技术还有助于医生对疾病的进展情况进行跟踪，以及对治疗效果进行评估。

二、外科手术规划传统的外科手术规划需要依靠医生的经验和手工绘图，而人体三维重建技术可以将手术区域的结构、关系等数据转化为数字化的三维模型，更加直观、准确地为医生提供操作指南。

比如，对于颈部肿瘤患者，医生可以通过三维重建技术了解手术区域的主要血管和神经分布情况，制定更加安全、有效的手术方案。

此外，通过对三维模型的模拟手术操作，医生可以提前预测手术效果，避免手术前的试错，减少手术时间和风险。

三、医学教育人体三维重建技术可以为医学生和医生进一步学习和理解人体解剖学提供工具。

医学生可以通过对数字化的三维模型进行学习和练习，更加直观、深入地了解人体内部结构、器官关系等知识。

同时，医学教师可以基于数字化的三维模型，设计更加具有针对性和互动性的教学内容，提升教学质量和效果。

总结起来，人体三维重建技术在医学领域有着广泛的应用前景，其可以提高医学诊断和外科手术规划的准确性，同时也可以为医学教育提供更加便利、高效的工具。

未来，随着算法和设备的不断改进，人体三维重建技术还将更加广泛地应用于医学研究和临床实践中，为人类的健康事业做出更加重要的贡献。

三维建模技术在医学上的应用的案例
三维建模技术在医学领域中被广泛应用，其能够为医学研究和实践带来重要的帮助。

以下是几个三维建模在医学应用领域的案例：
1. 三维打印人体器官模型：三维建模技术可用于创建人体器官模型，并通过三维打印技术制造出真实的模型。

这种模型可以用于医学教学、手术模拟和手术规划。

2. 计算机辅助设计（CAD）：三维建模技术可以用于创建CAD模型，医生们可以根据这些模型来规划手术步骤和确保手术的安全性。

这些CAD模型也可以用于改进医用器械和设备。

3. 医疗图像分析：三维建模技术可用于对各种医疗图像进行分析，例如X光片或CT扫描。

这种技术能够创建高精度的三维图像，从而帮助医生准确诊断疾病，并制定更有效的治疗方案。

4. 脑神经科学：三维建模技术可以用于研究脑神经的结构和功能，通过可视化这些结构，可以帮助研究人员更好地理解大脑的工作方式，并开发出更有效的治疗方式。

总之，三维建模技术在医学领域中具有广泛的应用，它可以帮助医生、研究人员和学生更好地理解人体结构和疾病机理，并为医学事业的发展做出重要的贡献。

三维技术在医学领域的应用
随着科学技术的不断发展，三维技术在医学领域的应用越来越广泛。

它既可以为医生提供更准确的病情诊断，也可以帮助医生更好地规划
手术方案。

以下是几个比较常见的三维技术在医学领域的应用。

一、三维重建技术
三维重建技术可以将医疗影像数据进行数字化处理，提供逼真的三维
模型。

医生可以通过这种模型更好地了解病患的病情，明确病患疾病
的发展趋势，提供治疗的依据。

在手术前，医生还可以通过三维模型
详细分析患者的病情，设计出更精准的手术方案。

二、虚拟手术技术
虚拟手术技术是利用计算机模拟技术模拟手术过程，为手术提供指导。

医生可以在计算机上“实践”手术，熟练掌握整个手术流程，减少手
术风险。

尽管这种技术无法取代真正的手术操作，但它可以帮助医生
预测手术风险，规划好手术方案。

三、虚拟现实技术
虚拟现实技术可以为医生提供一个“虚拟世界”，让医生通过设备进
行沉浸式体验，观察和探索人体内部构造。

这种技术可以让医生更好
地了解人体内部结构，对病情进行更准确的判断和诊断。

四、医疗仿真技术
仿真技术可以将手术过程在计算机中进行还原，医生可以通过这种技
术完整地实现一次手术训练，了解手术具体过程，熟悉手术操作规程。

这种技术在医生手术能力的提高上发挥了重要的作用。

总之，三维技术在医学领域的应用具有广泛的前景，无论是三维重建技术、虚拟手术技术、虚拟现实技术还是医疗仿真技术，都有助于提高医生的诊断与治疗水平，为患者带来更好的医疗服务。

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。

人体三维重建技术在医学诊断中的应用在当今的医学领域中，随着科技的不断发展，人们对于疾病的治疗和预防也有了更多的选择。

其中，人体三维重建技术在医学诊断中的应用备受瞩目。

人体三维重建技术是一种通过数字化技术，将人体内部和外部的结构数字化并还原成三维模型的技术，能够为医生提供更为详细的人体结构信息，以协助医生诊断疾病、设定治疗方案。

一、人体三维重建技术的原理及发展历程人体三维重建技术是一种数字化技术，它将人体的内部器官和外部结构等信息进行数字化处理，并利用计算机软件将其还原成三维模型。

其原理基于医学成像技术，主要包括X射线、CT、磁共振等多种成像技术。

X射线是一种利用电子学原理，将高速电子束轰击物体后，由于物体不同部分吸收辐射量不同，而产生的成像技术。

CT是一种利用多个X射线辐射扫描人体不同部位，然后将这些扫描数据通过计算机算法还原成人体三维结构的技术。

磁共振成像则是一种利用磁场和电磁波相互作用产生的信号，通过计算机算法还原成人体三维结构的技术。

这些技术的应用使得人体三维重建技术得以实现，从而为现代医学诊断提供了更为清晰、详细的人体结构信息。

人体三维重建技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代。

当时，计算机技术的不断发展，为人体三维重建技术的发展提供了契机。

这项技术最初主要用于盲人的触觉学习和智能机器人的研究。

进入21世纪后，人体三维重建技术开始在医学领域中得到了广泛应用。

在医生的治疗决策和手术计划中，三维重建技术的应用明显提高了治疗效率。

二、人体三维重建技术在医学中的应用1、手术前的评估与规划通过利用人体三维重建技术，医生可以在手术前对患者进行全面、细致的评估和规划。

医生可以通过三维重建技术获得患者的全貌，更加精细地了解患者的病情，为手术做出更准确的决策，制定有针对性的手术计划。

同时，根据三维重建技术还可以仿真手术过程，模拟手术难点和风险，从而进一步优化手术方案，为患者提供更加安全、有效的治疗。

2、骨科和颅颜面部手术骨科和颅颜面部手术是常见的医疗诊疗领域。