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针对脊柱CT图像三维重构MC方法的改进被引量：10: 2010年; 对原始MC(Marching Cubes)方法存在的问题和局限进行改进,并以此为基础重构脊柱三维模型,使之满足术前分析和远程手术的要求。采用双曲渐近线判别式消除面二义性问题,利用插值函数的空间连续性解决体二义性问题。提出基于对象相关性的cube连通性判断,减少三角面片过多的问题,进一步采用Decimation算法消减面片网格。实验证明了上述改进方法的有效性和正确性,可得到良好的三维重构效果。; 余伟巍何飞席平; 关键词：计算机图像处理医学图像移动立方体

虚拟手术系统支持下置入寰椎侧块螺钉的实验研究被引量：6: 2012年; 目的:建立虚拟手术系统支持下经寰椎侧块内固定的标准体系及操作流程,探讨在其支持下置入寰椎侧块螺钉的可行性及准确性。方法:选取8例成年无破损和畸形的寰椎(C1)防腐头颈标本,CT扫描后,数据导入虚拟手术系统进行三维重建和螺旋CT多平面重建(MPR),测量寰椎侧块数据;选择侧块与后弓根部下方交界区和横突孔的内侧缘与寰椎后弓内侧壁中点为进钉点,分别测量横突孔的内侧缘与寰椎后弓内侧壁的距离(L1),进钉点与侧块前缘最高点的距离(L2),进钉点与侧块前缘的垂直距离(L3),进钉点的垂线与寰椎侧块上缘切线的角度(α),进钉点垂线与横突孔内侧缘切线的角度(β),进钉点垂线与侧块内侧缘切线的角度(γ),并计算内斜角度[δ=(β+γ)/2-β]。左右两侧均测量3次,取其均值,进行统计学分析。根据虚拟手术系统测量结果,在标本上模拟手术置入寰椎侧块螺钉,然后虚拟手术系统进行重建,测量置钉准确性。结果:建立了虚拟手术系统手术流程,虚拟手术系统测量寰椎侧块相关参数L1左侧为9.82±0.76mm,右侧为9.16±0.85mm;L2左侧为21.76±1.36mm,右侧为21.50±1.02mm;L3左侧为17.78±1.67mm,右侧为18.22±1.60mm;α左侧为36.78°±1.23°,右侧为35.78°±2.40°;β左侧为18.84°±1.80°,右侧为18.40°±1.71°;γ左侧为31.49°±0.60°,右侧为30.46°±1.56°;δ左侧为6.32°±1.08°,右侧为6.25°±1.11°;经统计学分析,左右侧测量值均无统计学差异(P>0.05)。尸体标本置钉16枚,全部位于侧块内,未伤及毗邻组织。结论:虚拟手术系统支持下置入寰枢椎侧块螺钉可行且准确性高。; 何建荣李超杨会武何飞黄河; 关键词：寰椎侧块螺钉内固定虚拟手术系统

脊柱手术模拟系统的设计与研发被引量：6: 2010年; 手术模拟系统是近年来发展迅速的一个领域，显示了良好的应用前景。为能使医生更好地开展脊柱疾患术前诊断、手术计划及模拟，并选择合理的手术方案指导手术，节约手术的时间、降低手术风险。本文从开发的必要性、系统功能设计及初步实现的功能进行阐述，探讨脊柱手术模拟系统的设计与开发。; 代耀军余伟巍曹珺李超何飞席平; 关键词：三维可视化脊柱计算机模拟

下颈椎椎弓根螺旋CT扫描的三维重建及测量被引量：5: 2010年; 目的评价应用多层螺旋CT扫描三维重建技术测量下颈椎椎弓根相关参数的可行性。方法8具成年男性颈椎标本经螺旋CT扫描后，把信息传送至随机工作站（Silicon Graphics O2），结合下颈椎椎弓根置钉的参数需求，进行三维重建[容积成像（VR）和多平面重组（MPR）]后测量椎弓根各个相关数据，然后对这些数据进行分析。结果本组下颈椎椎弓根的外展角平均为42．02°±7．55°，C7最小（35．63°±6．34°），C4最大（46．94°±5．69°）；头倾角平均为76．30°±12．01°，C3最小（72．93°±6．57°），C7最大（81．27°±13．34°）；入点至下关节缘距离平均为（11．23±1．78）mm，C3最小[（10．54±1．25）mm]，C6最大[（12．05±1．40）mm]；入点至侧块外缘距离各椎体相差较大，平均为（2．65±1．21）mm，C4最小[（1．69±0．81）mm]，C7最大[（3．74±0．99）mm]；入点至椎体前缘距离各椎体差异较小，平均为（31．42±2．13）mm；椎弓根皮质骨高度平均为（8．43±1．30）mm，宽度平均为（5．54±1．26）mm；椎弓根松质骨高度平均为（3．69±1．19）mm，宽度平均为（2．67±1．15）mm；椎弓根皮质高度一般大于宽度，C4内径最小，C7内径最大。结论VR、MPR重建图像可满足椎弓根参数测量要求，其所测量的下颈椎椎弓根参数可满足经椎弓根手术的术前评估需求；下颈椎椎弓根变异较大。; 曹珺代耀军殷亮黄河何飞; 关键词：体层摄影术螺旋计算机颈椎

脊柱虚拟手术系统辅助下颈椎椎弓根置钉的临床评估被引量：1: 2012年; 目的:评价脊柱虚拟手术系统(spinal virtual surgery system,SVSS)辅助下行颈椎椎弓根置钉的准确性。方法:对收治的有术后多层螺旋CT(MSCT)复查资料的27例行椎弓根螺钉固定的下颈椎疾患病例,分为SVSS 3D技术辅助手术组(A组,10例)和MSCT 3D技术辅助手术组(B组,17例)。两组病例术前均行螺旋CT扫描,A组原始数据导出CT工作站,格式转换后导入SVSS系统行三维重建;B组原始数据直接在CT工作站行三维重建。两系统都选择VR和MPR重建,开展术前个体化评估以指导手术。术后螺旋CT复查评估置钉准确性,螺钉穿破评价参照Richter分级标准。结果:A组术后10例共50枚螺钉中44枚(88%)完全位于椎弓根内;6枚(12%)穿破椎弓根,其中1级穿破5枚(10%),2级穿破1枚(2%)。B组术后17例共76枚螺钉中67枚(88.16%)完全位于椎弓根内;9枚(11.84%)穿破,其中1级穿破6枚(7.89%),2级穿破3枚(3.95%)。两组间穿破率比较差异无显著性(P>0.05)。结论:SVSS可应用于实施术前个体化评估、个体化治疗方案制定及术后疗效评估和康复锻炼指导等。; 曹珺蒋振营何飞袁义伦王勇陈要林; 关键词：多层螺旋CT 下颈椎椎弓根三维重建

脊柱虚拟手术系统的构建及功能实现被引量：6: 2011年; 脊柱疾病的精确诊疗较困难,常规医学影像（CT、MRI等）提供的是二维断层,诊疗过程需要医生的想像去连接,经验丰富的医生固然可对病灶的形状及大小进行估算,但难以精准[1]。; 曹珺何飞余伟巍梁祁枫许飞刘纪恩; 关键词：脊柱疾病手术系统诊疗过程医学影像 MRI 医生

多层螺旋CT三维重建技术辅助下颈椎椎弓根植钉的实验研究被引量：16: 2010年; 目的评估多层螺旋CT(multi-spiralCT,MSCT)三维重建技术辅助下颈椎椎弓根螺钉植入的临床应用价值。方法取8具防腐处理颈椎标本,MSCT扫描后采集信息传送至工作站,根据下颈椎椎弓根植钉需求,进行容积成像(volume rendering,VR)以判断病情,多平面重组(multi-plannar reformation,MPR)行个体化分析,设计各个椎弓根螺钉的理想通道,测量相关参数。然后参照测量数据,分别在8具标本植入椎弓根螺钉。植钉完成后,再次对标本扫描,通过MPR对所植螺钉进行准确性评估。2007年5月-2009年11月,对28例行下颈椎椎弓根螺钉固定术患者,常规颈椎MSCT检查并行VR/MPR重建,评估病情,确定最短固定节段,采集目标椎弓根植钉数据。结果单枚螺钉植入时间为(392±62)s。植钉前测量除1个椎弓根闭锁(1.25%,1/80)、5个椎弓根冠状位直径<3mm(6.25%,5/80)不适于植钉外,共植钉74枚。一次植钉成功率为95.95%(71/74)。其中68枚(91.89%)螺钉完全位于椎弓根内;6枚(8.11%)发生穿破,按Richter分级标准:1级5枚(6.76%),2级1枚(1.35%);该椎弓根螺钉穿破率与文献报道解剖标志定位法穿破率(47.37%)以及椎板开窗探查法穿破率(25.00%)比较,差异有统计学意义(P<0.05);与Abumi法(6.70%)、漏斗技术(7.10%)、管道疏通法(5.20%)及计算机导航技术(11.30%)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。临床应用28例,术前测量发现1个目标椎弓根部分缺失、1个裂纹骨折,调整手术方案,术中共植钉121枚。术后17例(76枚)MSCT复查见67枚(88.16%)完全位于椎弓根内;9枚(11.84%)发生穿破,其中1级6枚(7.89%),2级3枚(3.95%)。结论MSCT三维重建技术可对下颈椎椎弓根固定理想钉道进行术前个体化准确测评,术中严格按照个体化参数植钉,可提高植钉的精确度和安全性;利用MPR图像对螺钉植入的准确性进行评价是可行的。; 曹珺何飞何利平李超代耀军张春强黄河; 关键词：下颈椎椎弓根内固定多层螺旋CT 三维重建

脊柱虚拟手术系统测量下颈椎椎弓根固定相关参数精确性的实验研究被引量：3: 2011年; 目的通过与多层螺旋CT(multi-spiral CT,MSCT)工作站测量参数进行比较,评价自主研发的脊柱虚拟手术系统(spinal virtual surgery system,SVSS)三维重建技术测量数据的精确性。方法取7具成年男性颈椎标本经MSCT扫描后,分别将信息传送至MSCT工作站及SVSS,结合下颈椎椎弓根植钉参数要求,采用两系统进行容积重建和多平面重组,重建后测量椎弓根10个参数。然后应用SPSS11.0统计软件包对两系统测量数据进行对比分析。2009年6月-2010年3月,临床应用SVSS辅助下颈椎椎弓根固定手术6例。结果 SVSS测量时发现7具标本中1个椎弓根缺失(C3)、4个椎弓根冠状位直径<3 mm(C4 1个、C5 2个、C6 1个),与MSCT工作站测量结果一致。统计学分析显示,除C3左侧椎弓根皮质骨高度、C4两侧椎弓根皮质骨宽度、C4右侧椎弓根松质骨宽度、C6左侧椎弓根入点至侧块边缘切距、C3两侧椎弓根入点至下关节突下缘距离、C3两侧及C5左侧椎弓根入点至椎体前缘矢状位距离,以及C3两侧、C5左侧、C6右侧椎弓根入点至椎体前缘轴位距离共计14组数据,两系统比较差异有统计学意义(P<0.05)外;其余数据差异均无统计学意义(P>0.05)。临床应用6例共植钉34枚,术后MSCT复查发现30枚(88.24%)完全位于椎弓根内,4枚(11.76%)穿破。参照Richter等的分级标准,1级穿破2枚(5.88%),2级穿破2枚(5.88%),无3级穿破发生。结论 SVSS与MSCT工作站测量数据的准确性基本相同。; 曹珺何飞李超梁祁枫李中心蒋振营; 关键词：多层螺旋CT 三维重建

脊柱虚拟手术系统术前测量胸腰椎椎弓根植钉准确性的实验研究被引量：2: 2011年; 目的应用脊柱虚拟手术系统(spinal virtual surgery system,SVSS)进行脊柱胸腰段椎弓根钉固定术前设计,建立植钉相关参数测量的方法;通过对SVSS植钉相关参数与实际测量参数进行统计学分析比较,验证SVSS测量的准确性。方法取成人胸腰段脊柱标本8具(T11～L3椎体节段),先用SVSS进行椎弓根植钉术前设计和各椎体节段椎弓根左右两侧相关参数的测量,包括外展角(angle of axial view,Aa)、头倾角(angle of sagittal view,As)、入点横坐标(x-direction entrance,XE)、轴位面上测量的椎弓根轴线骨性通道全长(total pedicle length of axial view,TLa)、矢状位面上测量的椎弓根轴线骨性通道全长(total pedicle length of sagittal view,TLs)、椎弓根狭部皮质骨高度(pedicle height,PH)、椎弓根狭部皮质骨宽度(pedicle width,PW)、椎弓根狭部松质骨宽度(pedicle spongy width,PSW);然后完成尸体标本椎弓根植钉左右两侧相关参数的实际测量;最后进行虚拟植钉相关参数和实际植钉相关参数的统计学分析。结果虚拟测量(Aa、As、TLa、TLs、XE、PW、PSW、PH)和实际测量(Aa、As、TLa、XE、PW、PSW、PH)椎弓根左右两侧植钉的所有相关参数差异均无统计学意义(P>0.05)。除L3节段的XE及T11和T12节段的PSW的虚拟测量值与实际测量值比较差异有统计学意义(P<0.05)外,其他各节段各参数虚拟测量值与实际测量值比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论经过与实际测量参数进行统计学分析,验证了SVSS进行胸腰椎椎弓根钉固定术前设计的可行性和测量的准确性。; 李超陈昊何飞黄河; 关键词：三维重建多平面重组胸腰段脊柱椎弓根内固定

虚拟手术系统支持下寰椎侧块螺钉固定相关数据的测量被引量：1: 2012年; [目的]通过结合当前虚拟手术系统辅助手术的优势,测量寰椎侧块螺钉固定通道的相关数据。[方法]选取8例16侧无破损和畸形的寰椎(C1)防腐头颈标本,先行CT扫描,后将数据导入虚拟手术系统进行重建,测量寰椎侧块数据:选择侧块与后弓根部下方交界区和横突孔的内侧缘与寰椎后弓内侧壁中点为进钉点,测量,L1:横突孔的内侧缘与寰椎后弓内侧壁的距离,L2:进钉点与侧块前缘最高点的距离,L3:进钉点与侧块前缘的垂直距离,α:进钉点的垂线与寰椎侧块上缘切线的角度,β:进钉点垂线与横突孔内侧缘切线的角度,γ:进钉点垂线与侧块内侧缘切线的角度,内斜角度δ:(β+γ)/2-β。左右两侧均测量3次,取其均值,进行统计学分析。[结果]虚拟手术系统测量寰椎侧块相关参数L1、L2、L3、α、β、γ、δ,经统计学分析,左右侧测量值均无统计学差异(P>0.05)。[结论]选择侧块与后弓根部下方交界区处寰椎后弓内壁外约5 mm为进钉点,侧块螺钉进钉深度在18～22 mm,上倾斜约18°～20°,在矢状位上可内收6°。; 何建荣李超杨会武何飞黄河; 关键词：寰椎侧块螺钉虚拟手术系统

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云南省科技厅科研基金(2008C0013R)

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