脑血管病发年龄段人群颈内动脉空间重建与管径、角度的测量

引言

随着医学的发展，断层图像已不能满足临床的需要。面对平面描述人体内部信息不易获得其精确空间位置关系的缺点，三维重建后的模型通过提供更加立体丰富的机体信息将问题迎刃而解因此，三维重建技术在解剖学教学、手术前规划以及假肢的塑造等领域得到广泛发展。如何用软件实现精确的三维重建及测量成为当今医学工程界研究的重点随着技术的提高，重建模型的质量将不断提高，其测量的方法也不断优化。本文现以100例年龄分布在35_45岁的健康成年男性肝脏的CT扫描数据为基础，探讨现阶段MimicslO. 01软件在三维重建过程中3种最常用的分割方法。

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第一章材料和方法

1.1数据的采集

对100名年龄在35岁至40岁的无肝脏疾病的健康成年男性，先进行血管的强化造影，然后应用64排螺旋CT，以层厚1.00mm，扫描腹腔，获得512X512矩阵的CT图像1026层(Di格式)。扫描时人体处于平躺位[5]。

1.2研究平台

将与肝脏关于的薄层CT扫描数据导入Mimics软件，生成原始蒙板图像（the original image of mas)，通过人工改变CT的窗宽（windowwidth, WW)和窗位(window level, WL)，将所需要的结构更清楚地显现。可较容易的识别肝内血管。在每一层CT片中将识别出的血管选中，作为分割对象，得到二维平面内的蒙板图像(the image of mas)。在三维实体菜单栏中导出新建的所有蒙板(mas),在三维区域增长技术的基础上，将所选取区域内的相邻像素连接并重组成图像，得到肝脏血管的三维实体模型[6_7]。将CT扫描数据导入软件，生成肝脏的原始蒙板(the original mas)。利用profile line功能，在图像中选取两个点，并保证两点的连线通过当前需要重建的结构的中心。确定后，软件自动计算出CT片中这两点连线上各个像素的灰度值，并在新对话框中以曲线的形式展现。打开闺值(threshold tool)工具，移动两条阈值(thresholding)水平线以调节其下限和上限，先将区间选在曲线的两个极值处。参照多张CT片，逐步缩小区间的大小，大致估计所重建结构的阈值范围(thresholdrange)。然后再在上、下限的数字调整面板内微调标尺所在的区间，使所需结构尽可能选取在被分割区域内，即可得到所需结构的灰度区间。新建蒙板，将刚才获得所需结构的灰度区间调定为画笔的阈值范围，主动在需要重建的目标结构附近选择工作区域或范围，确认后，软件将标记出工作区域内符合画笔阈值设定的结构，并生成蒙板。在三维实体菜单栏中导出新建的所有蒙板。三维模型重建的重建过程如上。

第二部分脑血管病易发年龄段人群颈内动脉三维重建及管径、角度的测量.........13

引言........13

第一章材料和方法.........14

1.1数据的采集.........14

1.2研究平台.........14

1.3管径的测量............14

第二章结果........16

2.1管径测量结果及统计学分析............16

2.2角度测量结果及统计学分析.........16

结论..........24

第三章讨论

3.1颈内动脉测量的方法

由于解剖测量在尸体上进行，尸体标本固定和解剖过程中难免会对颈内动脉进行牵拉，造成其形状及走形的改变，故测量结果同活体测量结果在一定程度上还存在差异，测量结果存在一定误差而DSA脑血管造影是一种有创性检查，一次只能对一侧颈内动脉进行造影，若需对双侧血管同时进行测量，需进行多次造影，给受检者造成一定痛苦，重复性差，可能引发相关并发症，且费用较高。笔者选用的方法为三维重建中的一种，即经颜脑CT增强连续扫描所得的数据集，利用Mimics软件进行三维重建，获得颈内动脉的三维模型，从而可以对重建结果进行一系列的测量。利用Mimics软件对颈内动脉进行三维重建简易快捷，不仅可以利用计算机自动识别，还可以以人工方式加以识别和调整。重建出的三维模型便于对颈内动脉进行全方位观察，并根据不同的需要对其进行重组和分割。更重要的是，Mimics软件可以在个人计算机上进行操作，解决了以往成像数据及三维重建结果只能在成像设备所固有的工作站中阅读及处理的局限性，具有极强的交互性，这也是本次实验采用该软件的重要原因之一。

3.2研究意义和临床应用

脑血管疾病的发病率也与血管的狭窄程度关于。我们的统计结果表明，颈内动脉相邻两段管径差距中，破裂孔段与海绵窦段最明显，血管管径的明显变细表明血流速度的加快和血液对血管冲击力的增加，从而加大了血管壁损伤的可能。另一方面，大量研究表明，动脉的剧烈弯曲会引起血流和壁面剪切力的异常变化?。在动脉弯曲的内侧，常发现有动脉粥样硬化和动脉狭窄的发生。本研究发现，颈内动脉走行过程中，弯曲程度最大的为虹吸弯及颈动脉管内口弯曲。这两个部位恰是脑动脉粥样硬化的好发部位，这为动脉狭窄的风险预测提供一定的依据。另外，颈内动脉虹吸部血管走行迂曲多角度的解剖特点是烦内血管病腔内微导管治疗成败的关键，对颈内动脉弯曲角度的测量对脑血管疾病的介入治疗提供了很大帮助[18]。此外，本研究发现依据Bouthillier分段法所得的破裂孔段在管径上略大于其上下相邻的岩段及海绵窦段，考虑该现象的具体原因可能是颈内动脉在走形的过程中，从骨性的颈动脉管进入海绵窦之后，颈内动脉外部压力下降，导致管径略有变大。该现象的确定原因还有待进一步探讨。

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结论

1、Di文件格式的CT数据集导入Mimics软件可在普通计算机上成功进行三维重建；

2、颈内动脉在走行过程中管径变细，其中破裂孔段与海绵窦段之间变化最大；

3、颈内动脉走行各角度中虹吸弯角度最小，提示该部位为脑动脉粥样硬化的好发部位。

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参考文献（略）