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基于中国数字化人体的膝关节后外侧复合体的断层解剖与三维可视化

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解剖学杂志 2017年第1期40卷 47-51页

作者：宋艳吴毅熊雁陈伟张绍祥第三军医大学生物工程学院数字医学研究所重庆400038 第三军医大学信息管理中心重庆400038 第三军医大学第三附属医院骨科重庆400042 第三军医大学第一附属医院放射科重庆400038

目的:拟基于薄层高精度的中国可视化人体数据(CVH)对膝关节后外侧复合体(PLC)进行断层解剖学与三维可视化研究。方法:选择CVH-1、CVH-2、CVH-5左右膝关节后外侧结构的CVH数据集,对PLC相关结构进行数据分割和三维数字化重建。结果:成功... 详细信息

目的:拟基于薄层高精度的中国可视化人体数据(CVH)对膝关节后外侧复合体(PLC)进行断层解剖学与三维可视化研究。方法:选择CVH-1、CVH-2、CVH-5左右膝关节后外侧结构的CVH数据集,对PLC相关结构进行数据分割和三维数字化重建。结果:成功构建了CVH-1、CVH-2、CVH-5左右膝关节的三维模型,并对PLC的结构和毗邻关系进行多方位、多角度的三维可视化观察研究。结果:PLC主要由腓侧副韧带、腘腓韧带、弓状韧带、腘肌肌腱和股二头肌肌腱构成;髂胫束位于膝关节前外侧,位置相距PLC较远,功能与PLC结构存在差异,不属于PLC结构;3例CVH数据集均未见第3关节囊韧带和腓肠豆韧带。结论:推测膝关节手术中对腓侧副韧带、腘腓韧带、弓状韧带、腘肌肌腱进行解剖重建将有助于加强膝关节术后的稳定性。

关键词：中国数字化人体膝关节后外侧复合体断层解剖可视化

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基于中国数字化人体的虚拟解剖学系统的建立

解剖学杂志 2017年第1期40卷 44-46,F0003页

作者：吴毅宋艳方彬吉谭立文李颖张绍祥第三军医大学生物工程学院数字医学研究室重庆400038

目的:研究数字化虚拟解剖系统有效地解决解剖学教学中面临的标本奇缺、标本破坏、教学环境限制等众多问题。方法:基于中国数字化人体数据集(CVH),联合山东数字人科技股份有限公司,通过数据分割、计算机三维重建、模型平滑贴图和软件系... 详细信息

目的:研究数字化虚拟解剖系统有效地解决解剖学教学中面临的标本奇缺、标本破坏、教学环境限制等众多问题。方法:基于中国数字化人体数据集(CVH),联合山东数字人科技股份有限公司,通过数据分割、计算机三维重建、模型平滑贴图和软件系统构建开发,构建了中国首套基于真实人体数据的虚拟解剖系统。结果:该虚拟解剖系统包括断层解剖、系统解剖和局部解剖模块,提出了新的解剖学教学模式和教学理念,使医学生和低年资医生能随时随地进行系统解剖学、局部解剖学、断层解剖学甚至神经解剖学等多项课程的学习以及临床手术培训。结论:该软件系统操作环境舒适,无福尔马林等有害物质的吸入,能充分保障解剖学教学质量,提高学员学习效率,增强学习兴趣,提高学员三维空间想象能力,能带来新的一轮解剖学教学革命。

关键词：中国数字化人体虚拟解剖教学人体解剖学断层解剖学三维建模

基于中国数字化人体的冠状动脉CTA多维可视化应用研究

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重庆医学 2020年第12期49卷 1898-1901页

作者：刘丽吴毅谭立文张绍祥李颖陆军军医大学生物医学工程与影像医学系数字医学教研室重庆400038

目的探讨一种基于中国数字化人体(CVH)的冠状动脉CT血管造影(CTA)多维可视化方法在于CTA中观察冠状动脉结构和辅助诊断的可行性。方法获取CVH断层数据集和临床冠状动脉CTA影像,分别对冠状动脉进行分割、提取中心线和标定,获得右冠状动脉... 详细信息

目的探讨一种基于中国数字化人体(CVH)的冠状动脉CT血管造影(CTA)多维可视化方法在于CTA中观察冠状动脉结构和辅助诊断的可行性。方法获取CVH断层数据集和临床冠状动脉CTA影像,分别对冠状动脉进行分割、提取中心线和标定,获得右冠状动脉(RCA)、左主干(LM)、前降支(LAD)和回旋支(LCx)等节段,然后使用曲平面重建技术对冠状动脉横断面、冠状面、矢状面、拉伸曲平面和拉直曲平面等多平面进行重建,并在此基础上使用形态学方法计算两者的冠状动脉直径、长度、面积和曲率等影像特征进行比较。结果该方法实现了CVH和CTA在二维和三维层面的对照显示。结论CVH与CTA的冠状动脉多维可视化重建对于临床辅助诊断和影像学教学都具有重要意义。

关键词：医学可视化中国数字化人体冠状动脉CT血管造影医学影像学

基于中国数字化人体的膝关节及后外侧复合体有限元模型建立

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解剖学杂志 2021年第S1期44卷 45-45页

作者：宋艳吴毅姚洁王丙雨胡昕陆军军医大学重庆400038

本研究基于中国数字化人体(Chinese visible human,CVH)膝关节断层图像数据集,拟构建了一个合并后外侧复合体结构(posterolateral complex,PLC)的膝关节生物力学三维有限元模型,以期对膝关节后外侧复合体进行生物力学检测。选择CVH-5右... 详细信息

本研究基于中国数字化人体(Chinese visible human,CVH)膝关节断层图像数据集,拟构建了一个合并后外侧复合体结构(posterolateral complex,PLC)的膝关节生物力学三维有限元模型,以期对膝关节后外侧复合体进行生物力学检测。选择CVH-5右膝关节断层图像数据集,在前期对PLC进行数字解剖学研究的基础上,对构建好的膝关节三维模型进行网格划分,并进行连接点设置和材料属性赋值,成功构建了合并PLC结构的膝关节三维生物力学有限元模型,并进行了有效性的验证。

关键词：右膝关节关节生物力学后外侧复合体中国数字化人体数字解剖学有限元模型三维模型网格划分

基于有限元生物力学模型研究前交叉韧带重建术中最佳骨道定位

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局解手术学杂志 2022年第4期31卷 292-298页

作者：宋艳吴毅晁瑞冯勇邓旭代灿陆军军医大学生工系数字医学教研室重庆400038 陆军军医大学教研保障中心重庆400038 重庆大学附属中心医院/重庆市急救医疗中心骨科重庆400014

目的基于三维有限元生物力学模型,模拟计算前交叉韧带(ACL)重建术中选择不同骨道后移植物的应力,探讨重建术中最佳骨道定位。方法选择中国数字化人体5号数据集(CVH-5)膝关节的连续横断面断层图像,对膝关节结构进行分割、三维重建、模型... 详细信息

目的基于三维有限元生物力学模型,模拟计算前交叉韧带(ACL)重建术中选择不同骨道后移植物的应力,探讨重建术中最佳骨道定位。方法选择中国数字化人体5号数据集(CVH-5)膝关节的连续横断面断层图像,对膝关节结构进行分割、三维重建、模型优化和网格划分,并设置材料参数和边界条件,完成膝关节三维有限元模型的建立和验证。找到ACL在股骨和胫骨上的中心点,在膝关节屈曲90°时于胫骨止点中心点及与中心点间隔2 mm向前、后、内、外4个方向取点作为移植物胫骨骨道定位点;以股骨止点中心点及与中心点间隔2 mm向前、后、上、下4个方向取点作为移植物股骨骨道定位点,在膝关节屈曲0°、30°、60°、90°和120°时,模拟25种骨道定位的力学仿真,测量ACL重建术中选择不同骨道点后移植物的应力分布,并进行计算和分析。结果本研究成功建立了膝关节三维有限元模型,包含膝关节骨、软骨、内外侧半月板、前后交叉韧带和内外侧副韧带等14个部件,总计53866个单元。力学仿真结果显示,ACL重建术后骨道移植物在膝关节屈伸活动过程中所受应力主要集中在股骨止点及胫骨止点,在股骨止点下部及胫骨止点后部形成峰值,并呈波浪状向四周逐渐减小,移植物中部所受应力相对较小。重建后移植物应力值及变化范围最小的骨道为T1-F3,该骨道在膝关节屈曲0°~120°时的应力值在股骨止点为(14.11±5.38)MPa,在胫骨止点为(6.30±3.22)MPa。结论本研究利用有限元生物力学模型分析得出ACL重建术中最佳骨道定位点为T1-F3,为临床解剖学和生物力学提供了理论依据和参考数据。

关键词：中国数字化人体前交叉韧带有限元生物力学骨道定位

基于数字化人体的冠脉CTA多维可视化应用研究

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重庆医学 2020年

作者：刘丽吴毅谭立文张绍祥李颖陆军军医大学生物医学工程与影像医学系数字医学教研室

目的探讨一种基于数字化人体（CVH）的冠脉CT血管造影(CTA)多维可视化方法对于CTA中观察冠脉结构和辅助诊断的可行性。方法获取CVH断层数据集和临床冠脉CTA影像，分别对冠脉进行分割、提取中心线和标定,获得右冠状动脉（RCA）、左主干... 详细信息

目的探讨一种基于数字化人体（CVH）的冠脉CT血管造影(CTA)多维可视化方法对于CTA中观察冠脉结构和辅助诊断的可行性。方法获取CVH断层数据集和临床冠脉CTA影像，分别对冠脉进行分割、提取中心线和标定,获得右冠状动脉（RCA）、左主干（LM）、前降支（LAD）和回旋支（LCx）等节段，然后使用曲平面重建技术对冠脉横断面、冠状面、矢状面、拉伸曲平面和拉直曲平面等多平面进行重建，并在此基础上使用形态学方法计算两者的冠脉直径、长度、面积和曲率等影像特征进行比较。结果该方法实现了CVH和CTA在二维和三维层面的对照显示。结论 CVH与CTA的冠脉多维可视化重建，对于临床辅助诊断和影像学教学都具有重要意义。

关键词：医学可视化中国数字化人体冠脉CTA 医学影像学

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臂丛神经的断层解剖观察与可视化研究

第三军医大学学报 2007年第5期29卷 373-375页

作者：刘光久张绍祥刘正津谭立文邱明国李七渝李恺第三军医大学基础医学部人体解剖学教研室重庆市计算医学研究所重庆400038

目的建立臂丛的三维可视化模型,立体显示臂丛的组成和走行。方法选取首例中国数字化可视人体数据集中第4颈椎上缘至第4胸椎上缘的连续薄层断面图像。运用3D-DOCTOR软件,在P4微机上分割重建臂丛、脊髓、锁骨、锁骨下动静脉和腋动静脉等... 详细信息

目的建立臂丛的三维可视化模型,立体显示臂丛的组成和走行。方法选取首例中国数字化可视人体数据集中第4颈椎上缘至第4胸椎上缘的连续薄层断面图像。运用3D-DOCTOR软件,在P4微机上分割重建臂丛、脊髓、锁骨、锁骨下动静脉和腋动静脉等解剖结构并立体显示。结果在薄层断面上连续观察了组成臂丛的神经根、干、股、束的位置,成功重建并立体显示了臂丛的组成及其与锁骨、血管等解剖结构的位置关系,建立了臂丛神经的三维可视化模型。结论中国数字化人体数据集能够提供完整精确的臂丛神经薄层断面数据,在此基础上分割重建的臂丛三维可视化模型,真实的显示了臂丛神经的组成、走行及其与邻近结构的位置关系。

关键词：臂丛神经断层解剖三维重建中国数字化人体

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颈前入路相关结构三维可视化研究

中国脊柱脊髓杂志 2006年第5期16卷 369-371,i0001页

作者：刘光久张绍祥刘正津谭立文邱明国李七渝李恺第三军医大学基础医学部解剖学教研室重庆市计算医学研究所重庆市400038

目的:建立颈前入路相关结构的三维可视化模型。方法:选取首例中国数字化可视人体数据集中第3颈椎上缘至第7颈椎下缘的连续薄层断面图像。运用3D-DOCTOR软件,在计算机上分割重建该手术入路相关的解剖结构并立体显示。结果:成功重建并立... 详细信息

目的:建立颈前入路相关结构的三维可视化模型。方法:选取首例中国数字化可视人体数据集中第3颈椎上缘至第7颈椎下缘的连续薄层断面图像。运用3D-DOCTOR软件,在计算机上分割重建该手术入路相关的解剖结构并立体显示。结果:成功重建并立体显示第3￣7颈椎、椎间盘、脊髓、颈神经、椎动脉、颈长肌、喉(气管)、咽(食管)、颈总动脉(颈内、外动脉)、颈内静脉、迷走神经和胸锁乳突肌等解剖结构的位置关系,建立了颈前入路相关结构的三维可视化模型。结论:在颈部三维可视化模型基础上,参照颈前入路手术步骤可逐层显示该手术相关的重要结构,为该手术的术前训练和模拟提供形态学依据。

关键词：颈前入路三维重建中国数字化人体

分歧韧带MRI扫描方法建立及其损伤临床病理特点分析

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分歧韧带MRI扫描方法建立及其损伤临床病理特点分析

作者：邓泓鄗中国人民解放军陆军军医大学

学位级别：硕士

研究背景:分歧韧带是起于跟骨前结节,止于舟骨及骰骨,是连接后足及中足的枢纽,被喻为中足的“眼睛”。分歧韧带损伤分为广义的损伤与狭义的损伤两种。狭义的损伤指分歧韧带纤维结构的延长、变性、撕裂或者完全断裂;而广义的损伤除纤维... 详细信息

研究背景:分歧韧带是起于跟骨前结节,止于舟骨及骰骨,是连接后足及中足的枢纽,被喻为中足的“眼睛”。分歧韧带损伤分为广义的损伤与狭义的损伤两种。狭义的损伤指分歧韧带纤维结构的延长、变性、撕裂或者完全断裂;而广义的损伤除纤维结构损伤以外,还包括分歧韧带在跟骨前结节、舟骨、骰骨上的止点撕脱性骨折。分歧韧带损伤绝大多数是由于中足暴力的跖屈-内收活动引起,通常被认为是较为罕见的足踝部损伤。但随着对此类损伤的研究逐渐深入,越来越多的证据证实分歧韧带损伤的发生率较传统认知更高。有研究显示,分歧韧带损伤在跟骨前结节骨折中的发生率为69%;踝关节慢性不稳的患者中有40.5%存在分歧韧带损伤的临床症状;踝关节骨折患者中分歧韧带跟骰支损伤高达52.9%。与分歧韧带损伤的高发病率相对应的,却是其首诊误诊、漏诊率极高,其诊断所面临的困境主要包括:分歧韧带的解剖结构、功能及其与邻近结构的关系尚存在争议,其起止点位置、形态、走行等各文献描述有较大差异;常规的矢状位、冠状位及轴位MRI扫描对分歧韧带损伤的敏感性较低,亟待建立更为精准的MRI扫描方法。研究目的:明确分歧韧带的解剖结构,并通过其解剖结构,设计更为精准的MRI扫描方法。验证设计出的分歧韧带MRI扫描方法的有效性。明确分歧韧带损伤患者的年龄、性别、损伤原因、受伤方式及损伤机制。基于分歧韧带损伤机制及解剖形态,建立临床病理分型。研究方法和结果:第一部分:分歧韧带三维模型的建立与测量1.实验方法:1)本课题组获取了5具数字人10只足的断层解剖图像,使用Amira 5.2.2商业软件进行分割和三维重建,对三维模型中分歧韧带的跟舟支与跟骰支的长度、宽度、厚度及走行角度进行了测量。2)根据测量的参数,设计出可以完整展示分歧韧带的斜矢状位和斜轴位扫描角度。2.结果:1)分歧韧带的大体形态分为两种:一种是跟舟支和跟骰支均存在;另一种为跟舟支存在而跟骰支缺失。前一种形态的分歧韧带,两个束支在跟骨前结节上的止点可融合也可分离。跟舟支的形态也分为两种,分别是折扇状和索状。2)CVH模型中跟舟支的长度为11.57±3.50 mm,厚度为2.49±0.73 mm,中央部位远端部分、近端部分的宽度分别为4.12±1.36 mm、7.70±2.54 mm、4.49±2.21 mm。而跟骰支长度为6.03±1.13mm,宽度为3.73±1.57mm,厚度为1.85±0.49mm。跟舟支长轴与标准轴面、矢状面之间的夹角分别为24.45±2.16°和12.30±1.86°。跟骰支的长轴与标准轴面、矢状面之间的夹角分别为22.60±2.35°和12.45±1.89°。3)基于CVH断面解剖图像三维重建初步设计的分歧韧带扫描方法初步设计为:分歧韧带跟舟支的斜矢状位扫描角度为标准矢状位向内成角12°,斜轴位为标准轴位向近侧成角23°;跟骰支的斜矢状位扫描角度为标准矢状位向外成角12°,斜轴位为标准轴位向远侧成角23°,扫描层厚为1mm。3.小结:基于CVH断面解剖图像重建的分歧韧带模型可以良好地应用于参数测量。通过测量的基本参数,可以对分歧韧带斜矢状位、斜轴位MRI扫描角度进行初步设计。第二部分:分歧韧带MRI扫描方法的建立与验证1.实验方法:1)对2018年1月至2019年9月就诊于陆军军医大学第一附属医院运动医学中心,考虑可能存在分歧韧带慢性损伤的7名患者的10只足(6男1女)进行MRI扫描,并观测扫描后分歧韧带的呈现情况。2)微调扫描角度,使每例分歧韧带至少有一个层面完整呈现,而后测量其长度、宽度、厚度及与标准矢状面、轴面的夹角。3)对CVH三维重建模型和MRI图像测得的角度和参数是否存在差异进行统计学比较。2.结果:1)MRI图像中,只有1例分歧韧带为II型结构,其余均为I型结构(9/10)。2例分歧韧带呈现索状,其余为扇形。MRI图像中跟骨前结节上的分歧韧带止点同样呈现“V”型和“Y”型两种形态。V型结构在I型分歧韧带中的占比为7/9;Y型结构在I型分歧韧带中的占比为2/9。2)初次扫描后获得的分歧韧带跟舟支斜矢状位、斜轴位MRI图像,10例足的跟舟支均可被观察到,其中8例(80%)可以观察到完整、连续的跟舟支,2例可以观察到超过1/2长度的跟舟支。分歧韧带跟骰支的斜矢状位图像中有1例足没有观察到跟骰支(反复调整扫描角度后最终确认为跟骰支缺失),9例足的斜矢状位图像可观察到跟骰支,其中7例(77.8%)可观察到完整、连续的跟骰支;跟骰支的斜轴位扫描中仅有4例(44.5%)可观察到完整的跟骰支,5例不完整,1例缺失。最终10例足中,仅1例的跟舟支存在损伤,其余的分歧韧带无明显异常。3)在微调后再次扫描获得的图形中测量跟舟支的长度和厚度分别为10.08±1.32mm、2.58±0.81mm;其中央部位、远端部位和近端部位的宽度分别为3.27±1.44 mm、4.49±1.80 mm、3.34±2.18 mm。跟骰支的长度、宽度

关键词：分歧韧带中国数字化人体磁共振临床病理分型