下载文档原格式
64排CT血管三维重建肝门胆管癌术前评估中的应用价值【摘要】目的：探讨64排螺旋ct血管三维重建在肝门胆管癌术前评价中的作用和价值。
方法：选择在我院进行治疗的肝门胆管癌43例作为研究对象，男25例，女18例，年龄分布52.6±24.4岁。
对该组患者进行64排螺旋ct三维动态增强扫描，总结其癌症病变的强化形式与特征。
结果：原发性胆管癌、肝部肿瘤转移以及肝血管肿瘤的平扫中发现去病灶多为低密度病灶，转移瘤及肝血管瘤平扫期多为低密度灶，原发性胆管癌在动脉期及静脉期多为不均匀强化，肝转移瘤多呈环形强化或不强化，肝脓肿于动脉期病灶边缘呈宽带状强，血管瘤动脉期及静脉期可见结节样强化。
结论：64排螺旋ct对于肝门胆管癌的增强扫描可以对于占位性病变的一些特征进行正确的分析，并且得到一定的与病理学符合的特征，这样对于手术时间的选择就有了更加好的把握，并且对于手术的选择也能起到一定的应用价值，总而言之，该ct三维重建在肝门胆管癌术前评价的价值很大。
【关键词】63排ct；三维重建；增强扫描；胆管癌【中图分类号】r735.8【文献标识码】a文章编号：1004-7484（2012）-05-0776-02胆管癌中最为常见的一种类型就是肝门部胆管癌，因为胆管癌生长的比较缓慢，特征不明显，所以起病也比较隐晦，在一定程度上，经常会对于肝门部位有侵犯，在其中晚期，甚至会对肝门和肝脏起到远处转移的可能，所以其发展比较复杂，因为早期的判断中又常常会忽略一些特征，所以对于手术和解剖学非常不利，在手术中会出现一定的忽略，比如在肝门胆管癌中，忽略整块切除或是根治性的切除手术成功率较低，而且预后的生存率比较差，病死率也极高，对于这一疾病的手术方式和手术时机的选择非常重要［1］。
随着影像学技术和外科技术发展，手术切除术率都在不断的升高，但是对其根治率仍然不佳，所以对其的术前评估也很重要，为提高肝门部胆管癌手术根治性切除率，现对我院2009年6月至2011年6月收治的43例肝门部胆管癌术前进行63排ct 三维重建分析，现报告如下：1.资料与方法1.1一般资料：本研究选择在我院进行治疗的肝硬化患者43例进行研究，其中男为25例，女为18例，年龄分布为52.6±24.4岁，最大年龄为79岁，最小年龄为34岁。
A题血管的三维重建问题摘要：本论文讨论基于切片的血管三维重建问题。
其背景是：采取存储二维切片信息，使用时再利用切片信息重建原物体三维形态的方法，可以有效地保存和利用三维信息。
此技术在实际中有很大的用途，在医学和其他领域有广泛的应用。
如要将人体全部三维信息，包含内部错综复杂的结构，完整地存储在计算机中，以现在的技术也是有一定难度的，但若改用存储人体切片信息，使用时重建再现的方法，则是利用现有技术可以解决的。
本论文基于题中对血管形态的假设，建立管道中轴线参数方程，并综合考虑实际情况中由于切片厚度及数字图像离散化带来的偏差，通过在每张切片图像中搜索其中阴影区域所能包含的最大圆面，确定管半径为R=29，在此基础上，将每张切片图像中阴影区域所能包含的半径大于等于R的圆面圆心作为中轴线与各切片交点（即中心点）的候选点集合。
本模型使用了三种改进算法对该候选点集进行筛选以确定实际交点。
最终迭代算法简述如下：1．对每个切片，建立中心点的候选点集，并取点集的中位点为中心点初值2．利用得到的中心点建立中轴线方程3．利用中轴线方程推导导数信息，根据导数信息比例选取中心点的候选点集的某点作为中心点的新值4．重复步骤2、3，直至结果达到较稳定状态为止5．输出中心点及中轴线方程在模型建立中，对选取侯选点集、求中位点、利用导数信息进行比例选取均给出完整的算法，并且对半径确定、候选点选取、采用导数作为比例选取依据等问题给出详尽的证明。
考虑到实际血管的中轴线应充分光滑，计算最终中轴线参数表达式时采取了六阶多项式拟合。
最后用还原的血管形态模拟切片过程可以得到一系列数字图像，与原切片图像进行比较，可以检验模型的合理性及精度。
该模型最终计算结果如下。
血管中轴线示意图从模型结果中看出，中心点分布均匀稳定，模拟检验的切片数字图像与原切片的数字图像吻合较好，模型结果精度及稳定性符合要求。
本模型算法简明，理论严密，比例选取算法使结果中心点尽可能收敛于真实中心点，迭代算法保证了结果的精度和稳定性，符合题目要求。
三维打印血管的研究进展
陈艺菲;张辰玥;张璟岚;张滨婧;戎鑫;胡芝爱
【期刊名称】《口腔医学》
【年(卷),期】2023(43)1
【摘要】血管化作为骨、牙髓、皮肤等口腔颌面组织再生的关键,一直是组织工程研究的重点。
随着三维(three-dimensional,3D)打印在组织工程领域的发展,构建血管结构的方式逐渐增加。
但要达到在形态及功能上高度模拟血管结构的目的,构建精度较高且具备生物功能的高仿真血管结构以促进组织修复仍是3D生物打印需要克服的一大难点。
该文总结了三维打印血管结构的新进展,阐述了几种前沿生物制造技术即悬浮打印、同轴打印、4D打印等在构建血管及血管化结构中的应用,并分析和探讨其优缺点与应用前景,为三维打印血管在口腔颌面组织再生修复方面的应用提供参考。
【总页数】6页(P82-87)
【作者】陈艺菲;张辰玥;张璟岚;张滨婧;戎鑫;胡芝爱
【作者单位】口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医学院;四川大学华西医院骨科;口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院正畸科
【正文语种】中文
【中图分类】R783.6
【相关文献】
1.三维立体打印机“打印”人造血管
2.数字三维重建联合3D打印在血管化腓骨移植精准修复下颌骨缺损手术中的临床应用
3.数字三维重建联合3D打印在血管化腓骨移植精准修复下颌骨缺损手术中的临床应用
4.基于三维CT支气管血管成像的3D打印技术在胸外科规范化培训中的应用
5.三维打印主动脉夹层模型配合PBL在血管外科住院医师教学中的应用
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
血管的三维重建摘要对于血管的三维重建，本文研究了血管这一类特殊管道的中轴线及其半径的算法，绘制中轴线在XY 、YZ 、ZX 平面的投影图这些问题，问题分为三部分。
针对第一部分，先将100张切片图片在MATLAB 中导出生成0-1矩阵数据，在计算100张切片的最大内切圆半径及对应圆心坐标，为减小误差求100张切片最大内切圆的平均半径41666.29 d 。
中轴线的曲线方程可在MATLAB 中拟合得到。
针对第二部分，得到中轴线曲线方程在MATLAB 中绘制出中轴线方程的空间曲线，之后将其投影在XY 、YZ 、ZX 平面上。
针对第三部分，对100张切片进行叠加重合，得到血管的三维立体图，再通过MATLAB 对血管的三维立体图进行优化完成血管的三维重建。
关键词：MATLAB 软件管道半径中轴线曲线方程一、问题重述1.1基本情况断面可用于了解生物组织、器官等的形态。
如果用切片机连续不断地将样本切成数十、成百的平行切片，可依次逐片观察。
根据拍照并采样得到的平行切片数字图象，运用计算机可重建组织、器官等准确的三维形态。
1.2相关信息假设某些血管可视为一类特殊的管道，该管道的表面是由球心沿着某一曲线（称为中轴线）的球滚动包络而成。
现有某管道的相继100张平行切片图象，记录了管道与切片的交。
图象文件名依次为0.bmp、1.bmp、…、99.bmp，格式均为BMP，宽、高均为512个象素（pixel）。
取坐标系的Z轴垂直于切片，第1张切片为平面Z=0，第100张切片为平面Z=99。
Z=z切片图象中象素的坐标依它们在文件中出现的前后次序为（-256，-256，z），（-256，-255，z），…（-256，255，z），（-255，-256，z），（-255，-255，z），…（-255，255，z），……（255，-256，z），（255，-255，z），…（255，255，z）。
1.3提出的问题问题一：计算出管道的中轴线与半径，给出具体的算法。
血管的三维重建数学建模
首先，血管的三维重建通常是通过医学影像学来实现的。
医学
影像学包括CT、MRI等技术，这些技术可以提供血管的断层扫描图像。
在这些图像的基础上，可以利用图像处理的方法，如边缘检测、分割等技术，来提取血管的形状和结构信息。
其次，几何建模是血管三维重建的关键环节。
在图像处理的基
础上，需要进行几何建模，将提取到的血管形状转化为数学模型。
这涉及到曲面重建、体素网格生成等技术，以及对血管内部结构的
建模。
另外，数学算法在血管三维重建中也起着重要作用。
例如，曲
面重建可以利用曲面拟合算法，体素网格生成可以利用体细胞自动
机等算法。
此外，对血管的分支、扭曲等特征的识别和建模也需要
借助数学算法来实现。
除此之外，血管的三维重建数学建模还涉及到计算机图形学、
计算几何学等领域的知识。
这些知识和技术的综合运用，可以实现
对血管形状、结构和特征的全面建模和重建。
总的来说，血管的三维重建数学建模是一个复杂而多样化的过程，涉及到多个学科和领域的知识。
通过综合运用图像处理、几何建模、数学算法等技术，可以实现对血管的全面、准确的三维重建和建模。
下腰椎前血管解剖形态的三维重建分析目的：分析下腰椎前方血管走行特点，为下腰椎前路椎间融合术及微创手术提供解剖学依据。
方法：回顾性分析60例（男女各30例）腹部三维CT血管造影（3D-CTA ）患者的影像，观察下腰椎前方血管在椎体前的走行特点，测量与腰椎前方血管位置相关的解剖学参数。
结果：三维CT重建图像发现腹主动脉分叉点变异较多，髂总静脉汇合点相对恒定。
腹主动脉分叉角男性（56.4±8.1）°，女性（61.9±8.7）°，髂总静脉汇合角男性（71.1±10.2）°，女性（77.7±11.31）°，腹主动脉分叉点到L5/S1间盘上缘的距离男性（3.39 ±1.02）cm ，女性（3.42±1.34）cm；髂总静脉汇合点到L5/S1间盘上缘的距离男性（1.71±0.76）cm，女性（1.90±1.15）cm；L5/S1椎间隙手术窗大小男性（3.07±0.85）cm ，女性（3.16±1.11）cm。
结论：下腰椎前方血管解剖位置具有多变性，以腹主动脉分叉点较为多见，术前行腰椎3D-CTA检查能明确血管解剖，可为微创手术提供影像学依据。
标签：下腰椎前血管；解剖形态；三维重建随着医疗技术的发展，脊柱前路手术的开展越来越普遍，其中通过腰椎前路行椎间融合术治疗下腰椎不稳、椎间盘源性腰痛等脊柱疾患应用广泛。
脊柱手术的微创化如腹部小切口和腹腔镜技术也成为趋势。
许多学者研究认为腰椎前路和小切口微创手术的主要困难和风险与椎前血管相关[1-4]。
术前确定椎前血管解剖结构有助于减少手术风险。
本研究旨在通过分析60例行腹部三维CT血管造影（3D-CTA）检查患者的三维影像，观察下腰椎前方血管位置及毗邻结构，以期为腰椎前路微创手术提供术前的解剖学影像评估依据。
1 资料与方法1.1 一般资料回顾性分析2008年1月-2009年7月在本院接受多层螺旋CT 检查，行腹部血管造影的60例患者的资料。
髋关节血管三维重建摘要】目的重建髋关节周围三维图像为临床提供参考。
方法取1例新鲜成年男性标本，灌注后用CT扫描装置对尸体骨盆进行横断面扫描，将扫描所得数据传入PC机，利用mimics软件重建髋关节血管及韧带的三维图像并处理。
结果重建的髋关节三维图像血管显示清晰，小血管可见，管壁光滑；髋关节韧带轮廓清晰。
三维图像空间立体感强。
【关键词】髋关节三维重建近年来，国内外学者对重建人体骨骼的三维数字化模型的研究日益增多。
髋关节的三维重建，能够准确、完整地描述出髋关节的立体结构，有助于测量髋关节的解剖形态，设计适合患者髓腔形状的假体，选择正确的手术入路，以减少术后并发症的发生。
1材料与方法外伤后死亡不超过24小时新鲜成年男性尸体标本1例，骨盆无损伤。
采用以羧甲基纤维素为载体的氧化铅进行灌注，采用长沙市三医院放射科高性能CT扫描装置对尸体骨盆进行横断面扫描，共获得断层图像620张，将扫描所得数据传入PC机，利用mimics软件重建髋关节血管及韧带的三维图像并处理。
2结果重建的髋关节三维图像血管显示清晰，小血管可见，管壁光滑；髋关节韧带轮廓清晰。
三维图像空间立体感强。
.骨盆血管三维重建3讨论3.1髋关节三维重建对临床具有指导意义对于人而言，通过视觉获取知识占据了75%左右，因此，良好的可视化3D图像为骨科医生提供了一个高效获取知识的界面[2,3]。
本研究采用以羧甲基纤维素为载体的氧化铅为新型灌注材料，建立的髋关节三维血管系统显示级数大可显示细小血管，血管壁光滑、连续饱满，细微结构清晰，具备强烈的空间感；图像可在空间内任意角度旋转观察、切开等操作，给骨科医生以强烈的视觉震撼感。
因此，此三维图像能为临床骨科医生提供很好的指导意义。
髋关节置换手术前，可在3D图像下模拟手术过程[4]，评估手术可行性并可在手术过程中指导操作。
髋关节三维可视化，可在三维空间位置上可任意测量、旋转、切割、重组、缩放髋关节骨质结构和软组织结构，可以在虚拟的“解剖教室”、“诊断操作室”或“手术室”中观察和分析髋关节解剖结构的空间关系，减少和避免各种手术并发症的发生。
作者：张雄、李宁娟、贾雪娟血管的三维重建摘要随着现代医学的发展，科学对人类病例的研究不再局限在表面现象，在实际研究中利用断面可了解生物组织、器官等的的横截面形态和结构.从而可大大提高人类对某些疾病的预防和治疗.针对这一问题，本文由血管的100张连续的平行切片图象计算血管的中轴线与半径，并绘制血管在三个坐标平面上的投影来探讨血管的三维重建.由于血管的表面是由球心沿着某一曲线（即中轴线）的球滚动而成，由此我们得出结论:每个切片一定包含滚动球的大圆，并且他一定为切片的最大内切圆，而最大圆对应的半径即为血管的半径，所以求血管半径就转化为求每一个切片内部的点到切片外部轮廓线的所有最短距离中的最大值即为血管半径.本文从100张切片图中随机抽取11张切片图，运用MATLAB软件，得到其最大内切圆的圆心及半径，求取平均值，再用圆心拟合求出中轴线.最后根据中轴线求出它在XY、YZ、ZX平面的投影图.关键字MATLAB软件中轴线半径平均法一、问题重述断面可用于了解生物组织，器官等的形态.例如，将样本染色后切成厚约的切片，在显微镜下观察该横断面的组织形态结构.如果用切片机连续不断地将样本切成数十、成百的平行切片，可依次逐片观察.根据拍照并采样得到的平行切片数字图像，运用计算机可重建组织、器官等准确的三位形态.假设某些血管可视为一类特殊的管道，该管道的表面是由球心沿着某一曲线的球滚动包络而成.现有某管道的相继张平行切片图像，记录了管道与切片的交.图像文件名依次为0.bmp、1.bmp、2.bmp…100.bmp，格式均为bmp，宽，高均为512个象素.为简化起见，假设：管道中轴线与每张切片有且只有一个交点;球半径固定；切片间距以及图像象素的尺寸均为.试计算管道的中轴线与半径，给出具体的算法，并绘制中轴线在XY、YZ、ZX平面的投影图.二、模型假设1.假设管道中轴线与每张切片有且只有一个交点；2.假设球半径固定；3.假设切片间距以及图像象素的尺寸均为；4.假设血管无严重扭曲；5.假设切片拍摄不存在误差，数据误差仅与切片数字图像的分辨率有关.三、符号说明i内点的X轴坐标j内点的y轴坐标m切片轮廓线上的点的X轴坐标n切片轮廓线上的点的y轴坐标t坐标为ij的内点到轮廓线的距离ijr第i张切片图的最大内切圆半径i四、模型分析对于这个血管的三维重建模型，由于血管的表面是由球心沿着某一曲线（即中轴线）的球滚动而成，我们对此得出结论: 若切片与中轴线有交点，且管道的法向横断面是圆，则该切片必含有半径与球体相同的最大圆，即为切片的最大内切圆，而最大圆对应的半径即为血管的半径，圆心则在交点处.所以求血管半径就转化为求每一个切片内部的点到切片外部轮廓线的最大半径.利用计算机，运用MATLAB软件，搜索出100张切片图的最大内切圆的半径，并找到每张切片中轴线与切片交点的坐标，记为中轴线坐标，即圆心坐标.利用这些坐标，求出血管的中轴线.在根据中轴线求出它在XY 、YZ 、ZX 平面的投影图.五、 模型的建立与求解（1）半径和圆心的求取（见附录1）a :运用MA软件将每张切片的bmp 文件转化为01-矩阵，0代表黑色，1代表白色.同时将切片的轮廓线也存为01-矩阵.b : 在100张图片中随机抽取了11张切片的图片（0.bmp 、9.bmp …99.bmp ），做出它们的轮廓线，找出每个内点距离轮廓线的最小距离i t ，即为以这个内点为圆心的最小内切圆的半径；ij t =min()i ij t t =在以内点为圆心的最小内切圆中找出距离最大的那个内切圆，即为这幅图的最大内切圆，该内点的坐标即为圆心的坐标，该距离即为最大内切圆的半径i r （见表一）.max()i i r t = 表一c:用算数平均法求取半径.100 11ii rr==∑即29.7367r=（2）求解拟合曲线的方程及平面投影图通过表1的数据, 运用MATLAB 软件先进行4次线性拟合得xoz 面的投影图，再进行6次线性拟合得yoz 及xoy 面的投影图和中轴线的空间分布图及拟合方程.图依次如下： （附录2和3）中轴线在xoz 面的拟合方程：1.955z =⨯5410x -+333.39210x -⨯-121.20210 1.13595.343x x -⨯++中轴线在yoz 面的拟合方程：1061.34210z x -=⨯+85644.02110 4.55310x x --⨯+⨯+43322.25910 4.14210x x --⨯+⨯+22.76910 2.563x -⨯+中轴线在0x y 面的拟合方程：156115940.710 1.190107.94410z x x x ---=-⨯+⨯-⨯+632.75410x -⨯4225.24510 5.26110 1.802x x ---⨯+⨯-六、模型评价及改进模型评价由于解决三维血管重组这问题问题十分繁杂，文中没有数据，故而在处理数据时应用了MATLAB等数学处理软件对图片进行处理得出大量数据并采用算数平均法进行了科学精确地处理，保证了数据整合以及结果计算的精准度；本文选取的数据较少，使得结果存在一定的误差,同时采用动态地逼近最大内切圆半径的求解过程，其计算量庞大.模型改进本文针对三维血管重组问题分别找出血管的中心轴、半径以及在xoy、yoz、zox、的投影和xyz的空间图形建立模型，对于这类模型可推广到其他更广范围.可运用于研究人体的其他器官的形态结构，为人类的医学作出大量的贡献.七、参考文献【1】赵静、但琦，数学建模与数学实验（第二版），北京：高等教育出版社【2】朱道远，数学案例精选，北京：科学出版社，2003.【3】薛定宇陈阳泉，高等应用数学问题的MATLAB求解，北京清华大学出版社八、附录1、找出半径及圆心坐标p=ones(512,512);p2=ones(512,512);s=sprintf('d:\\99.bmp');%'*'是我们所选的第*张图p(:,:)=imread(s);p2(:,:)=edge(p(:,:));imshow(p2(:,:));ff=555*ones(512,512);%”555“这个数必须大于实际半径for i=1:512for j=1:512if p (i,j)==0for m=1:512for n=1:512if p2(m,n)==1t1=sqrt((i-m)*(i-m)+(j-n)*(j-n));if ff(i,j)>t1ff(i,j)=t1;endendendendendendendfor i=1:512for j=1:512if ff(i,j)==555 %这个数与上面的一致ff(i,j)=0;%这个数应该小于等于0endendendr=max(max(ff(:,:)));for j=1:512for i=1:512if r-ff(i,j)<0.1%'0.1'是确定它的误差c1=i;c2=j;endendendrc1 %'c1'是空间中x轴的坐标c2 %'c2'是空间中y轴的坐标2、中轴线在XY、YZ、ZX平面的投影图z=[0,9,19,29,39,49,59,69,79,89,99];c1=[96,96,96,96,115,146,202,268,361,396,446];c2=[257,259,268,290,338,377,411,423,396,369,257];A=polyfit(z,c1,4)B=polyfit(z,c2,6);C=polyfit(c1,c2,6);x=polyval(A,z);y=polyval(B,z);figure(1)plot(x,y)title('血管的中轴线在xoy面的投影')xlabel('x')ylabel('y')grid onprint(1,'-djpeg','e:\xoy.jpeg');figure(2)plot(x,z)title('血管的中轴线在xoz面的投影')xlabel('x')ylabel('z')grid onprint(2,'-djpeg','e:\zox.jpeg');figure(3)plot(y,z)3、拟合方程A=polyfit(z,c1,4)%（中轴线在xoz面的拟合方程）B=polyfit(z,c2,6)%（中轴线在yoz面的拟合方程）C=polyfit(c1,c2,6)%( 中轴线在xoy面的拟合方程)。
