子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型的初步研究.pdf

1、眾所周知,女性盆腔三維解剖結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,該組織結(jié)構(gòu)內(nèi)部不僅存在泌尿、生殖及消化三大系統(tǒng)的多個(gè)組織、器官,而且還包括血管、神經(jīng)、骨盆以及肌肉等多種成分,空間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,而與婦產(chǎn)科密切相關(guān)的女性盆腔血管分支及屬支迂曲,分級(jí)豐富、分布密度大,血流方向多變等特點(diǎn),一直是解剖學(xué)及臨床研究的難點(diǎn)和盲點(diǎn),尤其是對(duì)其中靜脈系統(tǒng)的研究。1978年,張年甲老師借助經(jīng)典解剖學(xué)的方法,在其編寫(xiě)的一本書(shū)中提及女性盆腔靜脈部分研究結(jié)果,但是較為粗略,只是以“靜脈

2、叢”概述靜脈系統(tǒng),國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中提供的子宮靜脈血管網(wǎng)多是帶有作者主觀意識(shí)的手繪圖像,這些結(jié)果只是部分反映子宮靜脈血管網(wǎng)解剖學(xué)形態(tài)、靜脈回流區(qū)域以及靜脈屬支。隨著近年來(lái)一系列微創(chuàng)治療技術(shù)發(fā)展以及人們對(duì)異體子宮移植技術(shù)的深入探討[1],人們對(duì)女性盆腔血管網(wǎng)的了解提出更高要求[1-3]。目前關(guān)于女性盆腔血管網(wǎng)的研究主要源自經(jīng)典尸體解剖以及數(shù)字減影血管造影(Digitalsubtraction angiography,DSA)技術(shù),其中尸體標(biāo)本獲

3、取困難,數(shù)量有限,難以獲得大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行解剖學(xué)描述,不能對(duì)臨床應(yīng)用的個(gè)體化提供直接的幫助,同時(shí)由于該研究方法具有對(duì)尸體標(biāo)本的“破壞”性質(zhì),很難對(duì)同一標(biāo)本多次利用,不利于后續(xù)研究、學(xué)術(shù)交流。自1980年11月公布于世以來(lái),DSA技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于臨床、科研以及教學(xué),成為研究女性盆腔血管甚為實(shí)用的技術(shù)手段,也是婦科介入術(shù)前的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),借助該技術(shù)能清楚顯示豐富的盆腔主要血管及其各級(jí)分支、屬支,但是其技術(shù)費(fèi)用較高、具有創(chuàng)傷性、臨床操作復(fù)雜,因此

4、無(wú)法作為臨床常規(guī)檢查項(xiàng)目[4],同時(shí)由于我們通過(guò)該技術(shù)得到的圖像均為二維的、平面黑白灰圖像,無(wú)法動(dòng)態(tài)顯示血管三維空間情況以及進(jìn)行后續(xù)的量化研究,在研究女性盆腔血管方面有較大的限制。20多年前,美國(guó)提出并發(fā)展數(shù)字人技術(shù),有部分學(xué)者利用尸體銑切數(shù)據(jù)集對(duì)女性盆腔血管進(jìn)行了初步研究,2004年國(guó)外學(xué)者M(jìn).BAJKA等[5]首次利用該類數(shù)據(jù)集對(duì)女性盆腔進(jìn)行數(shù)字化三維模型構(gòu)建的探討,由于該數(shù)據(jù)采集前沒(méi)有進(jìn)行有效的血管標(biāo)記,該學(xué)者沒(méi)能構(gòu)建出盆腔動(dòng)、靜

5、脈血管網(wǎng)。國(guó)內(nèi)學(xué)者在采集“中國(guó)數(shù)字人”數(shù)據(jù)集的時(shí)候,創(chuàng)造性地應(yīng)用血管鑄型技術(shù),對(duì)感興趣血管進(jìn)行灌注掃描,彌補(bǔ)了國(guó)外數(shù)字人數(shù)據(jù)的不足,2005年國(guó)內(nèi)學(xué)者單錦露等[6]利用中國(guó)女性數(shù)字人數(shù)據(jù)集構(gòu)建了女性盆腔數(shù)字化三維模型(包括骨盆、主要血管、子宮等),其構(gòu)建的盆腔動(dòng)脈血管網(wǎng)包含了腹主動(dòng)脈、髂總動(dòng)脈、髂外動(dòng)脈及髂內(nèi)動(dòng)脈的主干。2007年其再次利用該數(shù)據(jù)集進(jìn)一步對(duì)盆腔動(dòng)脈血管網(wǎng)進(jìn)行了單獨(dú)的構(gòu)建,但是構(gòu)建的血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型僅僅包括髂外動(dòng)脈、髂

6、內(nèi)動(dòng)脈及其部分初級(jí)分支,而且顯示的血管網(wǎng)邊界模糊、形態(tài)欠規(guī)則,究其原因是由于這些數(shù)據(jù)集采集時(shí)是針對(duì)全身血管進(jìn)行灌注,未能對(duì)婦產(chǎn)科學(xué)者關(guān)心的盆腔器官尤其是子宮動(dòng)、靜脈進(jìn)行灌注,由于受灌注材料粘滯性、流動(dòng)性、灌注壓力、灌注部位的限制,導(dǎo)致灌注材料無(wú)法到達(dá)所有的網(wǎng)狀血管,不利于細(xì)小血管的標(biāo)識(shí)、分割以及三維重建,因此也無(wú)法使得子宮血管網(wǎng)數(shù)字化。目前世界上有文獻(xiàn)報(bào)道的女性數(shù)字人數(shù)據(jù)集僅5例,這些數(shù)據(jù)有著彩色、薄層以及直觀等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也有著采集難度

7、大、重建困難、步驟復(fù)雜、分割時(shí)受主觀因素影響大等缺點(diǎn),同時(shí)這些數(shù)據(jù)只能提供盆腔血管解剖學(xué)共性,無(wú)法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化特點(diǎn)。在參照上述數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,我們課題組完成了人正常離體子宮動(dòng)脈血管網(wǎng)[3,7-9]以及輸卵管-卵巢動(dòng)脈血管網(wǎng)數(shù)字化的初步研究,但是,我們用相同的方法在研究人子宮靜脈血管網(wǎng)方面未能成功,究其原因,我們認(rèn)為這是由于動(dòng)脈、靜脈的生理構(gòu)造有很大不同,在人體中扮演的角色亦不同,動(dòng)脈管壁較厚,具有舒縮性和一定的彈性,靜脈的角色是容量血管,管

8、壁薄,平滑肌和彈力纖維均較少,缺乏收縮性和彈性,管腔斷面較扁。這樣的性質(zhì)導(dǎo)致對(duì)靜脈灌注的時(shí)候,靜脈過(guò)度充盈,擠占靜脈之間的解剖空間,致使解剖層次不清晰,同時(shí)由于靜脈壁單薄,容易破裂,致使血管網(wǎng)完全失去正常解剖學(xué)形態(tài)?？紤]到上述特點(diǎn),我們對(duì)靜脈灌注進(jìn)行了重新的研究,對(duì)灌注材料、灌注壓力進(jìn)行探索,同時(shí)我們前期的工作主要集中于基礎(chǔ)研究,構(gòu)建的血管網(wǎng)主要源自尸體數(shù)據(jù)或者離體數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)雖然能在一定程度上為女性盆腔血管網(wǎng)的研究提供平臺(tái),但同時(shí)也

9、具有一定的局限性,不能完全反映生理狀態(tài)下盆腔血管網(wǎng),滿足不了臨床研究以及個(gè)體化診療的需要。在該課題中,我們對(duì)利用在體數(shù)據(jù)重建生理狀態(tài)下的子宮靜脈血管網(wǎng)也進(jìn)行了有益探索。我們選擇了CTA數(shù)據(jù)做為在體數(shù)據(jù)的來(lái)源,隨著多源螺旋CT在臨床的應(yīng)用以及掃描技術(shù)不斷革新,CT在臨床以及科研中扮演著一定的角色,其中的CTA(Computedtomographic angiography,計(jì)算機(jī)體層攝影血管成像)已經(jīng)成為一種先進(jìn)的血管性病變?cè)\斷檢查方法,

10、CTA是在團(tuán)注動(dòng)態(tài)掃描和三維影像重建等技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的血管成像技術(shù),其基本原理是:使用螺旋掃描方式,靜脈團(tuán)注造影劑,在興趣區(qū)血管內(nèi)強(qiáng)化達(dá)到高峰期間,進(jìn)行一次屏氣的連續(xù)快速體積掃描,并以三維重建方式顯示血管結(jié)構(gòu)的影像。借助該技術(shù),我們可以快速、準(zhǔn)確采集病人生理狀態(tài)下的盆腔血管斷層數(shù)據(jù)集,采集對(duì)于婦產(chǎn)科學(xué)者有用的數(shù)據(jù),并利用這些數(shù)據(jù)集成功重現(xiàn)女性在體盆腔血管,應(yīng)用于臨床,指導(dǎo)病人疾病診斷和治療,具有較大臨床應(yīng)用意義。
　　 本

11、課題旨在探討構(gòu)建人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)的灌注材料選擇、灌注壓力設(shè)定以及如何采集生理狀態(tài)下數(shù)據(jù),利用這類數(shù)據(jù)完成生理狀態(tài)下子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型構(gòu)建,并對(duì)這些模型進(jìn)行初步分析研究。
　　 本課題分動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、尸體實(shí)驗(yàn)、臨床研究三部分進(jìn)行:
　　 第一部分動(dòng)物實(shí)驗(yàn):豬正常子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型的構(gòu)建
　　 [目的]
　　 通過(guò)血管鑄型技術(shù)、CT薄層掃描技術(shù),構(gòu)建豬正常子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型,

12、從而探討利用不同灌注材料,不同壓力,經(jīng)雙側(cè)子宮靜脈、雙側(cè)尿生殖靜脈灌注構(gòu)建豬正常子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型可行性,探討子宮動(dòng)靜脈灌注的異同點(diǎn),為人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型構(gòu)建提供技術(shù)指導(dǎo)和理論支持。
　　 [研究方法]
　　 獲取豬正常泌尿生殖系統(tǒng)標(biāo)本(子宮、雙附件、陰道、膀胱及尿道)12例,隨機(jī)分為A、B、C、D、E、F組,每組2例。參考課題組前期實(shí)驗(yàn)中的CPVC填充劑配方以及文獻(xiàn)報(bào)道自凝牙托材料配方[以

13、自凝牙托水為溶劑,自凝牙托粉為溶質(zhì),加入CT造影劑氧化鉛(8:100)以及紅色或藍(lán)色廣告色若干]配置填充劑,行雙側(cè)子宮靜脈灌注、雙側(cè)尿生殖靜脈灌注。各組灌注情況如下:
　　 (1):A組采用0.75:1自凝牙托材料,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 (2):B組采用1.25:1自凝牙托材料,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 (3):C組采用1.75:1自凝牙托材料,灌注壓力為體積壓縮比9m

14、l/20ml；
　　 (4):F組采用1.25:1自凝牙托材料,一側(cè)灌注壓力為體積壓縮比12ml/20ml,另一側(cè)灌注壓力為體積壓縮比為9ml/20ml；
　　 (5):D組采用20％的過(guò)氯乙烯灌注,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 (6):E組采用30％的過(guò)氯乙烯灌注,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 灌注后立即行64層螺旋CT薄層掃描并進(jìn)行重建。采用CT自帶軟件進(jìn)行最大密度投影

15、法(Maximum intebsity projection,MIP)、容積再現(xiàn)技術(shù)(Volume rendering,VR)完成三維重建,最后將標(biāo)本置入37％濃鹽酸中腐蝕,獲取血管鑄型標(biāo)本。對(duì)比分析使用不同性質(zhì)、不同比例、不同壓力灌注材料構(gòu)建的血管鑄型標(biāo)本、CT重建數(shù)字化三維模型特點(diǎn)。
　　 [結(jié)果]
　　 本實(shí)驗(yàn)中采用的12例豬正常泌尿生殖系統(tǒng)標(biāo)本均完成雙側(cè)子宮靜脈、雙側(cè)尿生殖靜脈插管灌注,經(jīng)過(guò)濃鹽酸腐蝕后得到形態(tài)飽

16、滿、結(jié)構(gòu)完整的豬子宮靜脈血管網(wǎng)鑄型標(biāo)本,CT掃描重建模型顯示的豬子宮靜脈血管網(wǎng)形態(tài)完整、血管解剖層次清晰,同血管鑄型實(shí)物標(biāo)本具有很高的一致性。通過(guò)對(duì)比分析6組鑄型標(biāo)本、CT重建模型,我們得出如下結(jié)論:
　　 (1)雙側(cè)子宮靜脈、尿生殖靜脈灌注可成功地構(gòu)建出結(jié)構(gòu)完整的豬子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型。
　　 (2)不同比例的自凝牙托材料、過(guò)氯乙烯填充劑在不同壓力下構(gòu)建的豬子宮靜脈血管網(wǎng)鑄型標(biāo)本形態(tài)完整、血管飽滿、色澤亮麗,清

17、楚地顯示了雙側(cè)子宮靜脈、卵巢靜脈以及尿生殖靜脈的走行、分布以及靜脈回流區(qū)域。
　　 (3)壓力在顯示豬子宮靜脈血管網(wǎng)屬支豐富程度放方面扮演著較為重要的角色,壓力越大,我們得到的豬子宮靜脈血管網(wǎng)屬支就越豐富,壓力變小,豬子宮靜脈血管網(wǎng)解剖層次相對(duì)更清晰,這是同動(dòng)脈很大的不同之處,其中體積壓縮比9ml/20ml的壓力在研究子宮靜脈血容量方面有一定優(yōu)勢(shì),體積壓縮比12ml/20ml在研究子宮靜脈血管解剖層次方面有一定優(yōu)勢(shì)。
　　

18、 (4)不同濃度、比例的灌注材料也同時(shí)影響豬子宮靜脈血管網(wǎng)的形態(tài),對(duì)于揮發(fā)成形的過(guò)氯乙烯來(lái)說(shuō),濃度越高,得到的豬子宮靜脈血管網(wǎng)解剖層次越清晰,濃度越低,得到的豬子宮靜脈血管網(wǎng)越豐富。這個(gè)結(jié)論用于化學(xué)反應(yīng)成形的自凝牙托材料也較為準(zhǔn)確。
　　 (5)利用血管鑄型技術(shù)、CT薄層掃描重建得到的血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型顯示血管網(wǎng)形態(tài)基本一致,具有很好的一致性、可比性。
　　 [結(jié)論]
　　 壓力在顯示豬子宮靜脈血管網(wǎng)屬支豐富

19、程度方面扮演一定的角色,這是我們前期研究動(dòng)脈血管網(wǎng)中未曾認(rèn)識(shí)到的因素之一,我們使用不同壓力、不同濃度、不同比例、不同性質(zhì)的灌注材料,將血管鑄型技術(shù)以及影像學(xué)結(jié)合起來(lái),通過(guò)雙側(cè)子宮靜脈、雙側(cè)尿生殖靜脈灌注,可以成功地構(gòu)建出完整的豬子宮靜脈血管網(wǎng)血管鑄型實(shí)物模型以及數(shù)字化三維模型,這為下一步構(gòu)建人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型提供良好的技術(shù)支持、理論指導(dǎo)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
　　 第二部分尸體實(shí)驗(yàn):人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維

20、模型的構(gòu)建
　　 [目的]
　　 探討結(jié)合血管鑄型技術(shù)、CT薄層掃描重建技術(shù)以醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics10.01(Materialise公司,比利時(shí)),采用不同濃度過(guò)氯乙烯、不同比例自凝牙托材料在不同灌注壓力構(gòu)建人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型的可行性,探討不同壓力對(duì)構(gòu)建人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)模型的影響,并對(duì)數(shù)字化三維模型的利用展開(kāi)探索。
　　 [研究方法]
　　 獲取正常成年女性新鮮離體子宮、陰

21、道及雙附件5套,隨機(jī)分為A(1例)、B(1例)、C(1例)、D(1例)、E(1例)分別按按已獲填充劑配方進(jìn)行填充劑配制,研究選取1.25:1、1.75:1的自凝牙托材料[以自凝牙托水為溶劑,自凝牙托粉為溶質(zhì),加入CT造影劑氧化鉛(8:100)以及藍(lán)色或紅色廣告色若干]以及20％、30％、40％的過(guò)氯乙烯進(jìn)行配制,分別經(jīng)雙側(cè)子宮靜脈灌注或者子宮靜脈聯(lián)合卵巢靜脈,采用不同的壓力灌注。各組灌注情況如下:
　　 (1):A組采用采用20

22、％的過(guò)氯乙烯灌注,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 (2):B組采用30％的過(guò)氯乙烯灌注,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 (3):C組采用40%的過(guò)氯乙烯灌注,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 (4):D組1.25:1自凝牙托材料,灌注壓力為體積壓縮比9ml/20ml；
　　 (5):E組采用1.75:1自凝牙托材料,一側(cè)灌注壓力為體積壓縮比12ml/20ml,另一側(cè)

23、灌注壓力為體積壓縮比為9ml/20ml;
　　 灌注前后均行CT/MR掃描,將采集的Dicom3.0數(shù)據(jù)利用CT自帶軟件完成MIP法、VR技術(shù)三維重建、同時(shí)利用醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics行數(shù)字化三維模型的構(gòu)建。最后將灌注后的標(biāo)本放入濃鹽酸腐蝕后,獲得人正常離體子宮靜脈血管鑄型標(biāo)本。對(duì)比分析性質(zhì)不同、不同比例或者不同濃度的灌注材料在不同灌注壓力下構(gòu)建的血管鑄型標(biāo)本、CT重建模型以及Mimics重建模型的血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型的異同,利

24、用交互軟件Mimics對(duì)獲得數(shù)字化模型進(jìn)行相關(guān)測(cè)量及研究,探討對(duì)三種模型進(jìn)一步利用的途徑。
　　 [結(jié)果]
　　 本實(shí)驗(yàn)中,5例標(biāo)本均完成了雙側(cè)子宮靜脈或雙側(cè)子宮靜脈聯(lián)合卵巢靜脈插管,兩種配方的灌注材料在行CT掃描的時(shí)候也得到了令人滿意的影像學(xué)資料,清晰地顯示了子宮靜脈,其中行過(guò)氯乙烯灌注的亦同時(shí)行MR掃描,達(dá)到較為滿意的MR血管圖像,將5例標(biāo)本腐蝕后,得到完整的子宮靜脈血管網(wǎng)鑄型標(biāo)本,利用影像學(xué)資料,我們順利完成醫(yī)學(xué)影

25、像圖像采集,借助CT自帶軟件以及醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics,我們得到了同一標(biāo)本的另外兩種數(shù)字化三維模型,這三種模型構(gòu)建的血管網(wǎng)形態(tài)完整、血管飽滿、清晰,同時(shí)三種形式的模型又可以進(jìn)行不同的研究。對(duì)比分析同一標(biāo)本的不同形式的模型,我們得出如下結(jié)論。
　　 (1)采用不同比例自凝牙托材料、不同濃度的過(guò)氯乙烯、不同的灌注壓力均可成功的構(gòu)建出較為完整的人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型。
　　 (2)使用不同的灌注壓力、不同比例

26、的自凝牙托材料構(gòu)建的人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)鑄型標(biāo)本的形態(tài)完整、可清楚顯示雙側(cè)子宮靜脈、卵巢靜脈從主干到終末細(xì)小靜脈屬支:①利用1.75:1的自凝牙托材料,使用體積壓縮比為12ml/20ml的壓力構(gòu)建的子宮靜脈血管網(wǎng)鑄型清晰地顯示了雙側(cè)子宮靜脈、卵巢靜脈的主干及其重要屬支,解剖層次清晰,可用于解剖學(xué)血管走行的研究。②利用1.75:1和1.25:1的自凝牙托材料,使用體積壓縮比為9ml/20ml的壓力構(gòu)建的子宮靜脈血管網(wǎng)鑄型標(biāo)本更進(jìn)一步清

27、晰顯示了雙側(cè)子宮靜脈、卵巢靜脈的吻合支以及細(xì)小屬支。③利用相同壓力(體積壓縮比為9ml/20ml),濃度分別為20％、30％、40％灌注材料過(guò)氯乙烯得到的靜脈鑄型標(biāo)本同利用灌注材料自凝牙托材料得到的靜脈血管網(wǎng)鑄型標(biāo)本在顯示血管疏密程度上基本相似,這就說(shuō)明與動(dòng)脈顯著不同的是:靜脈鑄型標(biāo)本的形態(tài)除了同灌注材料的物理性質(zhì)有關(guān),也同灌注壓力關(guān)系極其密切。④我們通過(guò)子宮靜脈灌注或者聯(lián)合卵巢靜脈灌注,均得到完整的子宮靜脈血管網(wǎng),說(shuō)明子宮靜脈同卵巢靜

28、脈存在吻合情況,卵巢靜脈血液可通過(guò)二者吻合支,注入髂內(nèi)靜脈回流。⑤子宮靜脈系統(tǒng)血液十分豐富,與子宮動(dòng)脈近似單層走行,形狀呈螺旋形不同,子宮靜脈遍布子宮全層,靜脈數(shù)量顯著多于動(dòng)脈數(shù)量,靜脈血液容量也明顯多于動(dòng)脈,外層子宮靜脈走行位置較子宮動(dòng)脈表淺。子宮靜脈間有較多的吻合支,在子宮主韌帶水平,有直徑較為粗大的靜脈主干存在,而在闊韌帶水平,靜脈主干相對(duì)稀少,而是由子宮的兩側(cè)的弓形靜脈聯(lián)合成為子宮靜脈,其中數(shù)條靜脈收集卵巢和闊韌帶上部的靜脈血,

29、形成較大的蔓狀子宮靜脈叢,與走形于卵巢懸韌帶位置的2—3條粗大的卵巢靜脈叢及陰道靜脈叢相交通,由叢下部合成1-2支子宮靜脈,與同名動(dòng)脈伴行,約在子宮頸管外口平面,注入髂內(nèi)靜脈或其屬支。陰道靜脈叢位于陰道兩側(cè),與子宮、膀胱及直腸等靜脈叢相交通,每側(cè)引出一條陰道靜脈,注入髂內(nèi)靜脈或其他屬支。⑥由于子宮靜脈遍布子宮全層的特性,所以得到的靜脈鑄型標(biāo)本以及后續(xù)重建的靜脈數(shù)字化三維模型能近似代表整個(gè)子宮的形狀,為構(gòu)建子宮數(shù)字化三維模型提供參考和依據(jù)

30、,并為子宮數(shù)字化三維模型的前期研究提供平臺(tái)。
　　 (3)通過(guò)CT薄層掃描技術(shù)以及Mimics軟件構(gòu)建的人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型不僅具有類似于子宮靜脈鑄型標(biāo)本的特征,而且還可以利用數(shù)字化三維模型,對(duì)該模型進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)觀察,并進(jìn)行相關(guān)物理常數(shù)的的測(cè)量,賦予了該模型新的物理學(xué)特點(diǎn)以及新的使用方法以及新的學(xué)術(shù)交流途徑:例如借助Mimics閾值分割功能可以對(duì)血管進(jìn)行大致的分級(jí)重建,顯示直徑不同的靜脈血管,借助軟件提供

31、的的分割功能可以從冠狀面、矢狀面以及水平面觀察整個(gè)子宮不同平面的靜脈血液情況并可完成相關(guān)直徑測(cè)量以及血容量測(cè)量。
　　 (4)利用血管鑄型技術(shù)、CT薄層掃描技術(shù)以及醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics軟件構(gòu)建的人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型顯示的血管網(wǎng)形態(tài)基本一致,具有很好的可比性,血管鑄型標(biāo)本為后二者的研究提供基準(zhǔn),而后二者是對(duì)前者用途的有益補(bǔ)充,是前者用途的延續(xù)以及新用途開(kāi)拓,并且二者亦具有各自的特點(diǎn)并有一定的互補(bǔ)性。
　

32、　 [結(jié)論]
　　 借助血管鑄型技術(shù)、CT薄層掃描技術(shù)以及Mimics軟件,通過(guò)單純雙側(cè)子宮靜脈灌注或者子宮靜脈聯(lián)合卵巢靜脈灌注,可以成功地構(gòu)建出完整的人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型。血管鑄型技術(shù)、CT薄層掃描技術(shù)聯(lián)合醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics軟件,在研究人正常離體子宮靜脈網(wǎng)精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)方面各具特點(diǎn),是一種研究人正常離體子宮靜脈血管網(wǎng)的較為實(shí)用的方法,由于子宮靜脈血管網(wǎng)的特點(diǎn),在一定程度上可以代表人離體子宮的形態(tài),重建的

33、子宮靜脈血管網(wǎng)也較大程度上代表了整個(gè)子宮的數(shù)字化三維模型,為子宮的數(shù)字化研究了參考。
　　 第三部分臨床研究:人在體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型的構(gòu)建
　　 [目的]
　　 依據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、尸體實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果以及課題組臨床研究進(jìn)展,探討利用CTA原始數(shù)據(jù)結(jié)合醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics軟件構(gòu)建女性在體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型的方法,結(jié)合尸體實(shí)驗(yàn)的子宮靜脈鑄型標(biāo)本對(duì)在體子宮靜脈重建結(jié)果進(jìn)行分析,從而探討利用CTA數(shù)據(jù)以

34、及醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics重建女性在體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型的可行性、技術(shù)要點(diǎn)以及臨床意義。
　　 [研究方法]
　　 前期已有學(xué)者利用CTA數(shù)據(jù)對(duì)女性盆腔動(dòng)脈血管進(jìn)行了有益探索,但是多數(shù)學(xué)者認(rèn)為利用CTA技術(shù)重建女性盆腔靜脈是不可行的,本研究在研究過(guò)程中,主要從以下兩個(gè)方面展開(kāi):①比較利用醫(yī)學(xué)交互軟件Mimics得到不同重建結(jié)果時(shí)的CT掃描參數(shù)、數(shù)據(jù)的采集間隔時(shí)間,取得最佳掃描參數(shù)以及時(shí)間間隔,得到能較為滿意重建

35、子宮靜脈的CTA數(shù)據(jù)；②同時(shí)針對(duì)以前學(xué)者利用Mimics的方法展開(kāi)探究,在重建子宮靜脈血管網(wǎng)的過(guò)程中,我們將處理二值之間關(guān)系的邏輯數(shù)學(xué)計(jì)算法一布爾運(yùn)算以及反運(yùn)算引入重建過(guò)程同該交互軟件的蒙罩運(yùn)算相結(jié)合,完成上述準(zhǔn)備工作后,我們利用CTA技術(shù),獲取1例宮頸癌患者的Dicom3.0原始二維斷層圖像數(shù)據(jù)集,患者的具體資料為:49歲,我院婦科檢查結(jié)果:外陰已婚已產(chǎn)式；陰道暢,上段受浸；宮頸形態(tài)失常,呈灶口狀,觸血陽(yáng)性,子宮前位,大小約7×6×5

36、cm,質(zhì)中,活動(dòng)可,無(wú)壓痛；雙側(cè)附件未及明顯包快。肛查:進(jìn)肛順暢,直腸粘膜光滑,捫及宮頸約5×4×3cm大小,右側(cè)主骶韌帶呈結(jié)節(jié)狀增厚,幾達(dá)盆壁,左側(cè)主骶韌帶呈結(jié)節(jié)狀增厚,未達(dá)盆壁。退出指套未見(jiàn)血污。我院超聲檢查示:宮頸增大,厚3.5cm,形態(tài)失常,內(nèi)見(jiàn)一大小為5.6×3.5cm等不均質(zhì)回聲區(qū),邊界欠清,宮頸管消失。右側(cè)卵巢內(nèi)可見(jiàn)一大小為4.3×3.2cm的液性暗區(qū),邊界清,內(nèi)透聲可。利用Mimics10.01軟件分別對(duì)骨盆、盆腔動(dòng)脈血

37、管網(wǎng)、盆腔較為粗大的靜脈血管網(wǎng)以及子宮靜脈血管網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化三維重建并對(duì)重建的數(shù)字化模型進(jìn)行配準(zhǔn)融合,利用該交互軟件對(duì)該模型進(jìn)行相應(yīng)的血管直徑、血管容量進(jìn)行測(cè)量,并對(duì)數(shù)字化模型進(jìn)行多角度、多平面的觀察,對(duì)比人離體正常子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型,結(jié)合重建的生理狀態(tài)下的骨盆、盆腔動(dòng)脈血管網(wǎng)以及盆腔較為粗大的靜脈血管網(wǎng),初步揭示生理狀態(tài)下子宮靜脈的形態(tài)、走行、屬支以及引流區(qū)域并對(duì)一些婦產(chǎn)科疾病進(jìn)行初步的解剖學(xué)解釋。
　　 [結(jié)果]

38、r>　　 通過(guò)對(duì)比分析,我們得出重建靜脈的合適掃描參數(shù):管電壓120kV,管電流320mA,掃描層厚5mm,層間距5mm。造影時(shí)經(jīng)右側(cè)肘正中靜脈先以4.0ml/s(A筒)流率用雙筒高壓注射器注射造影劑85ml(優(yōu)維顯,370mgI/ml),再以4.0ml/s(B筒)追注生理鹽水20ml。在腹主動(dòng)脈分叉上緣層面選擇感興趣區(qū)(region ofinterest,ROI)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)CT值,設(shè)定當(dāng)ROI內(nèi)CT值達(dá)到100Hu時(shí)自動(dòng)觸發(fā)掃描采集動(dòng)

39、脈期數(shù)據(jù)。間隔50s后再重復(fù)掃描一次采集靜脈期數(shù)據(jù)。最后將各期圖像拆薄至層厚為1.0mm刻碟保存。將上述導(dǎo)入軟件Mimics,結(jié)合數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算完成靜脈血管網(wǎng)的數(shù)字化三維重建,根據(jù)前期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、尸體實(shí)驗(yàn)提供的經(jīng)驗(yàn)、一些具體量化數(shù)據(jù),我們較為成功地構(gòu)建了女性在體子宮靜脈血管網(wǎng),該模型可以清楚地顯示子宮靜脈、雙側(cè)卵巢靜脈,與重建的骨盆、盆腔動(dòng)脈血管網(wǎng)配準(zhǔn)融合后,生理狀態(tài)下各支靜脈血管的解剖走行及引流區(qū)域變得更加清晰明確,可以真實(shí)生動(dòng)地再現(xiàn)子宮

40、靜脈、卵巢靜脈同骨盆、盆腔動(dòng)脈、盆腔靜脈的解剖關(guān)系,可以精確地測(cè)量生理狀態(tài)下子宮靜脈血管網(wǎng)的血容量。參照前期尸體實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們得知子宮靜脈血管網(wǎng)遍布子宮全層,對(duì)整個(gè)子宮有很好的代表性,在生理狀態(tài)下重建的子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型很好的勾畫(huà)出這個(gè)生理狀態(tài)下人類子宮的形態(tài),宮腔的大小以及子宮體同陰道長(zhǎng)軸的角度。同時(shí)也為計(jì)算宮體血容量、陰道血容量提供了模型。
　　 [結(jié)論]
　　 一、前期學(xué)者利用CTA技術(shù)以及醫(yī)學(xué)交互軟件M

41、imics針對(duì)血管做了一定的研究,但是研究對(duì)象主要為動(dòng)脈系統(tǒng),對(duì)于靜脈系統(tǒng)的研究,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為由于CTA技術(shù)的特點(diǎn)以及Mimics軟件的性質(zhì),這兩種技術(shù)無(wú)法完成在體靜脈數(shù)字化三維模型構(gòu)建,而我們的研究證實(shí)將兩種技術(shù)相結(jié)合,在基本無(wú)損病人健康的前提下,按照一定的掃描參數(shù)、掃描條件以及對(duì)Mimics軟件功能拓展,可以實(shí)現(xiàn)靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型重建,甚至可以構(gòu)建生理狀態(tài)下的子宮靜脈血管網(wǎng),由于涉及多個(gè)學(xué)科的交叉內(nèi)容,上述工作需要經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)

42、的人員才能完成。該研究結(jié)果也有一定的缺陷,重建結(jié)果能否完全代表生理狀態(tài)下的情況?該模型提供的計(jì)算結(jié)果同人真實(shí)生理狀況下血容量之間的差異有多少?由于無(wú)明確的對(duì)照對(duì)象,暫時(shí)不能很好的解決以上問(wèn)題。二、目前國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)到在體子宮靜脈血管網(wǎng)數(shù)字化三維模型構(gòu)建的報(bào)道,對(duì)于子宮靜脈的研究的也極其少見(jiàn),該課題應(yīng)用目前較為先進(jìn)的血管研究方法以及專業(yè)軟件Mimics重構(gòu)生理狀態(tài)下的子宮靜脈血管網(wǎng)、盆腔粗大靜脈血管網(wǎng),填補(bǔ)了該研究領(lǐng)域的空白,為后續(xù)進(jìn)行大批

43、量在體子宮靜脈三維重建研究提供依據(jù)和參考,也為子宮靜脈血管網(wǎng)、盆腔靜脈的精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)研究提供平臺(tái),使得采集大樣本數(shù)據(jù)成為可能。尸體實(shí)驗(yàn)我們得知子宮靜脈遍布整個(gè)子宮全層,這在生理狀態(tài)下的數(shù)據(jù)重構(gòu)子宮靜脈的實(shí)驗(yàn)中也得到了證實(shí),子宮靜脈血管網(wǎng)如同多張致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)疊加而成,這也就預(yù)示子宮靜脈的血容量可能會(huì)在一定的時(shí)期呈幾何級(jí)數(shù)的膨脹,格式解剖學(xué)指出子宮動(dòng)脈彎曲地在子宮闊韌帶內(nèi)上行,在子宮壁內(nèi)它們的分支也彎曲走行。但當(dāng)妊娠子宮擴(kuò)大時(shí),所有的彎曲

44、消失。與子宮動(dòng)脈的螺旋形不同,子宮靜脈沒(méi)有明顯的螺旋走行,而且走行較動(dòng)脈表淺,由于靜脈血管網(wǎng)的特點(diǎn),活體上重建的子宮靜脈血管網(wǎng)也較好的代表了生理狀態(tài)下的子宮形態(tài),借助交互軟件Mimics可以看到生理狀態(tài)下近似宮腔的結(jié)構(gòu),并展示前位子宮的形態(tài)以及同骨盆、周圍血管的關(guān)系。三、該子宮靜脈血管網(wǎng)在婦產(chǎn)科臨床中也具有一定的意義:①為婦產(chǎn)科良性疾病的診斷、治療提供了數(shù)字化三維模型參考,無(wú)論是尸體實(shí)驗(yàn)和臨床研究都證實(shí)子宮靜脈同卵巢靜脈相交通,借助上述

45、技術(shù)和軟件,我們亦成功構(gòu)建生理狀態(tài)下卵巢靜脈血管網(wǎng)的數(shù)字化三維模型,這就為盆腔靜脈淤血綜合征的診斷和治療提供了參考,并有可能成為診斷卵巢靜脈曲張的解剖形態(tài)學(xué)依據(jù),該子宮靜脈也反映了生理狀態(tài)下大致正常的子宮靜脈情況,為子宮肌瘤、子宮腺疾病、胎盤(pán)植入等婦產(chǎn)科良性疾病血管形態(tài)學(xué)改變的診斷提供參考；②重建的子宮靜脈血管網(wǎng)也為婦科惡性疾病的診斷和治療提供相應(yīng)解剖學(xué)參考,融合骨盆、盆腔動(dòng)脈以及盆腔動(dòng)脈,清晰的展示了子宮靜脈的回流區(qū)域,可能為研究子宮

46、頸癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌的等的靜脈形態(tài)、回流途徑、探討癌灶的血道轉(zhuǎn)移等問(wèn)題提供了平臺(tái)。③人類關(guān)于自體或者異體子宮和/或卵巢移植的探討從上世紀(jì)開(kāi)始一直未能停息,相對(duì)于子宮移植來(lái)說(shuō),卵巢移植雖然較為容易,但目前技術(shù)仍未完全成熟,無(wú)法在臨床上普遍開(kāi)展,其中一個(gè)原因就是盆腔血管解剖學(xué)研究滯后,我們利用血管鑄型技術(shù)已經(jīng)成功構(gòu)建人正常離體子宮動(dòng)脈血管網(wǎng),結(jié)合本課題中構(gòu)建的人離體/在體子宮靜脈血管網(wǎng),為子宮/卵巢的動(dòng)靜脈精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究提供可能,在此基

47、礎(chǔ)上,我們可以建立子宮動(dòng)靜脈循環(huán)路徑,在子宮/卵巢移植中將扮演一定的角色。④該課題利用CTA數(shù)據(jù)結(jié)合Mimics軟件進(jìn)行三維重建的研究過(guò)程中,在成功構(gòu)建出骨盆、盆腔動(dòng)脈血管網(wǎng)以及子宮動(dòng)脈血管的同時(shí),利用另外數(shù)例病人的數(shù)據(jù)中成功構(gòu)建出包括腎動(dòng)脈、腎靜脈在內(nèi)的泌尿系統(tǒng),我們目前已經(jīng)可以將重建泌尿系統(tǒng)的技術(shù)同子宮靜脈、子宮動(dòng)脈的技術(shù)相融合,這也為該數(shù)字化三維模型賦予了更多的意義:在體女性泌尿系統(tǒng)、部分生殖系統(tǒng)、盆腔動(dòng)靜脈血管網(wǎng)以及骨盆的數(shù)字化