中國可視化人體腹腔盆腔器官三位重建.pdf

1、目的： “可視化人體計劃(Visible Human Project，VHP)”1989年由美國國家醫(yī)學(xué)圖書館提出。1991年8月，美國國家醫(yī)學(xué)圖書館與科羅拉多大學(xué)健康科學(xué)中心(Health Sciences Center)簽訂協(xié)議，正式啟動VHP。由科羅拉多大學(xué)完成人體連續(xù)橫斷面圖像獲取，獲得世界上第一套男性正常人體的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集。該課題1994年11月完成并向世界公布，1995年獲得世界上第一套女性正常人體的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集，開創(chuàng)了數(shù)

2、字解剖學(xué)和數(shù)字化虛擬人體的新時代，引起了世界范圍內(nèi)的可視人數(shù)據(jù)開發(fā)，已經(jīng)取得了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。中國可視化人體的研究，開始于1999年。2001年3月，中國科學(xué)家正式向國家提出發(fā)展我國數(shù)字化虛擬人體的建議，得到國家有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門的支持，認(rèn)定這是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)和有關(guān)科技的前沿。2002年lO月，第三軍醫(yī)大學(xué)獲得了首例中國數(shù)字化可視人體的數(shù)據(jù)集。此前，信息學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家利用美國公布的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了人體可視化的大量前期研究，已經(jīng)具備了較好

3、的基礎(chǔ)。數(shù)字化可視人體就是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，主要是計算機(jī)圖形圖像技術(shù)，采用人體解剖學(xué)和現(xiàn)代影像學(xué)方法獲取人體解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息，在計算機(jī)上建立起的全數(shù)字化的人體真實結(jié)構(gòu)三維模型，將此模型作為一個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，可應(yīng)用于與人體結(jié)構(gòu)有關(guān)的多個領(lǐng)域。不少研究機(jī)構(gòu)或大學(xué)利用VHP的連續(xù)斷面圖像數(shù)據(jù)，已經(jīng)或正在開發(fā)新的計算機(jī)人體模擬系統(tǒng)和實用產(chǎn)品。目前國內(nèi)外對人體器官三維重建的研究大多集中于頭頸部，如腦實質(zhì)、耳、喉、頸椎等器官，以及骨骼和大塊的肌肉等

4、，腹部和盆部器官、血管、小肌肉和神經(jīng)等的研究相對較少。而臨床上對這部分器官的解剖知識仍停留在傳統(tǒng)的解剖學(xué)教學(xué)的水平，對各器官在人體中的空間位置及周圍的毗鄰器官的認(rèn)識仍然不足。本研究采用第三軍醫(yī)大學(xué)推出的世界上第一套中國男性人體斷層數(shù)據(jù)集進(jìn)行了腹腔和盆腔臟器的三維重建，以增加對腹腔和盆腔臟器的空間形態(tài)和位置的立體解剖學(xué)知識，并為進(jìn)一步的人體可視化研究奠定基礎(chǔ)。沒有勾畫完整，存在“毛刺”現(xiàn)象和局部缺損，在本步驟中加以完善，對局部圖像做一定的

5、調(diào)整。 實驗結(jié)果： 腹腔、盆腔內(nèi)臟器三維重建結(jié)果：本實驗最終設(shè)計出一個可以三維觀察人體腹腔和盆腔各臟器的空間形態(tài)和立體位置關(guān)系的軟件，在此軟件中可以從任意角度和層面觀察腹腔中各器官和組織與胃的空間位置關(guān)系和盆腔中各器官和組織與直腸的空間位置關(guān)系，達(dá)到了對腹腔和盆腔各臟器很好的可視化。 討論: 傳統(tǒng)的解剖學(xué)與手術(shù)學(xué)教學(xué)中所使用的教材用大段的精確的文字描述來介紹解剖學(xué)知識，而各器官之間的關(guān)系是空間定位的，用簡單的上下

6、、左 右、前后等方向性詞語雖然精確，但需要使用者自行在頭腦中空間想象，這 種方式的效率較低，而且空間想象的準(zhǔn)確性因人而異，記憶的效果也比較 差。傳統(tǒng)的解剖學(xué)圖譜中的圖片基本上都是二維圖片，只是從繪制者的觀 察角度繪制，而且為了美觀和方便理解和記憶，大多數(shù)經(jīng)過美術(shù)加工，不能 完全真實地反映解剖學(xué)知識。本實驗采用第一套中國男性人體高分辨率斷 層數(shù)據(jù)集，針對腫瘤外科常規(guī)的胃癌和直腸癌手術(shù)所涉及到的解剖結(jié)構(gòu)，三 維重建了具有中國人

7、特征的腹腔和盆腔的器官和組織，所制作的軟件較好 地克服了以往傳統(tǒng)解剖學(xué)教材和圖譜的缺點，重點為腫瘤外科實施胃癌和 直腸癌手術(shù)提供直觀、準(zhǔn)確的解剖學(xué)信息，并且為臨床介入診斷和介入治 療、虛擬內(nèi)窺鏡、虛擬介入導(dǎo)管、人體放射治療模擬定位、人體模擬外科手術(shù) 等后續(xù)研究提供了良好的基礎(chǔ)，對于醫(yī)生針對具體病人的手術(shù)訓(xùn)練和準(zhǔn)確 而有效的手術(shù)方案的制定具有重要意義。 結(jié)論: 本實驗所制作的軟件對腹腔和盆腔各臟器進(jìn)行了很好的可視化，