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肝脏三维可视化模型在影像学的价值

 论文栏目:影像学论文     更新时间:2017/1/4 10:02:47   

摘要目的:探讨肝脏三维可视化模型在肝脏超声影像学肝段划分中的价值。方法:通过Amira4.1创建三维可视化肝脏模型,再通过Couniaud建立虚拟肝段模型。结果:三维可视化模型可准确显示肝脏结构,各个方位均可实施虚拟切割操作,切割面均能够清晰显示肝脏解剖学结构。结论:肝脏三维可视化模型可为超声准确定位诊断肝内病变提供二维、三维平台。

关键词肝脏;超声影像学;三维可视化模型;肝段划分

肝脏是一种具有非常重要生理功能的器官,以代谢为主,具有还原、氧化、水解、结合的作用[1],由肝内管道系统及肝小叶组成,其解剖结构具有相互交错、重叠、复杂的特点。而临床上采取最有效的检查、诊断方式精准地完成肝段划分,对临床上准确定位肝脏病变位置,使患者得到及时、有效的治疗方案具有十分重要的意义。肝脏超声影像学可显示断面解剖结构的各个方位,但其缺点在于扫查各个方位时会逐渐增加不规则斜切面,从而增加了肝脏超声肝段划分结果精准度的难度。因此,本研究通过探讨肝脏超声中应用肝脏三维可视化模型的临床价值,为临床提供理论参考依据,现将结果报告如下。

资料与方法

肝脏断面解剖二维图像的获取:选取男性标本中国可视化人体(CVH-1)数据集,选取第0628-0807层肝脏连续断面,合计层面180层,图像摄影分辨率设置3072×2048,图像格式,TIFF,层距设置1.0mm。三维重建:①数据分割:对各层断面图像应用PhotoshopCS29.0打开,对图像中肝管、胆囊等部位应用工具中的套索功能,根据边界数据提取分割法[2],进行分割,并对不同部位应用相应的RGB颜色,并通过图层的建立,以PNG的格式完成图像分割后的储存工作。应用相应图像格式转换软件,将储存的图像颜色转换为灰色,并通过(0,11)和(1248,1248)起点与终点坐标[3]完成剪切操作,从而获取灰度分割数据集,采用相同的剪切方式获取原始图像的彩色断层数据集。②三维重建:采用Channel1和ColorField模式将灰度与彩色断层数据集分别导入法国TGS公司开发的Amira4.1软件,3个方向的Voxel值分别为X(0.167)、Y(0.167)、Z(1.0),从而完成面和体数据绘制三维重建操作[4]。建立三维可视化和虚拟Couniaud肝段模型:有机结合体、面绘制三维重建图像并显示,之后根据肝、门静脉二、三维的走行对肝裂进行确定,通过虚拟切割功能,完成对虚拟Couniaud肝段模型的建立工作,再应用肝脏超声对右肋下等处进行扫查,从而完成超声影像学肝段划分[5]。获取超声图像:仪器采用彩色多普勒超声诊断仪(PhilipsIE33),腹部探头,参数设置:频率4.5MHz,应用于我院健康体检结果显示为正常的5名男性作为研究对照对象,年龄18~26岁、平均年龄(21.5±1.6)岁;进行常规肝脏扫查工作,而获取的超声图像的保存格式为DICOM、AVI[6],完成存储工作。

结果

三维可视化模型应用于肝脏,可准确显示其相互交错、重叠、复杂的结构,同时各个方位均可实施虚拟切割操作,并且切割面均能够清晰显示肝脏解剖学结构。将带有cropeditor功能的软件应用于虚拟Couniaud肝段模型,能够清晰显示不同切面中段和叶间裂的位置,从而为肝脏超声影像学图像上不同肝段之间界线的确定提供依据。

讨论

肝脏是人体一个重要器官。而超声是一种诊断肝脏相关病变的方式,对疾病的早诊断、早治疗具有重要的临床意义。但超声在实际应用中仍然存在一定缺点,因为超声探头扫查人体右肋间和右季肋部时容易生成大量不规则斜切面,从而导致临床对断层图像任意切面的获取受到了一定限制,对临床超声准确定位肝内病变造成影响[7],不利于疾病的诊断和治疗。近年来,随着我国虚拟现实与计算机等技术的不断进步与完善,于CVH数据集的基础上完成肝脏三维可视化模型的建立被逐渐应用于影像学检查诊断中,此模型可以虚拟切割各个不同的方位,并且生成的切割面均能够清晰显示肝内结构。因此,可创建出一份断面解剖学的详细数据资料供肝脏超声医师对照参考,从而解决了超声扫查产生大量斜切面而造成限制性的问题。本研究选取的标本研究对象均为男性,均符合体态、身高、身材匀称、无器质性病变的条件,建立的三维可视化模型可联合或者单独对表面与体积重建区域进行显示,因此可通过对比参照,更加准确地明确区域解剖特征[8]。经研究结果可知,三维可视化模型可根据超声扫查方位完成不同方位的虚拟切割工作,且可以立体的形式显示,为患者肝内病变的准确定位提供依据。除此之外,有效将二、三维图像进行结合,能够有效帮助超声医师在三维结构上对二维断面解剖情况进行直观的理解。综上所述,临床上肝段划分中应用肝脏超声影像学时,使用肝脏三维可视化模型和建立虚拟Couniaud肝段模型可为超声准确定位诊断肝内病变提供二维、三维平台,为临床确定超声图像上不同肝段之间的界线、完成肝段划分提供依据,对临床有效治疗疾病意义重大,值得临床进一步推广使用。

作者:曾凡华 单位:437000咸宁市第一人民医院

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