1 案 例1.1 简要案情及病史摘要薛某,女,60岁,某年5月14日发生交通事故受伤,伤后以"车祸致面部裂伤、胸部疼痛1h"为主诉入院.

图像配准在临床医学诊断和辅助手术过程中非常重要,采用仿X光和数字减影图像的数字重建影像(DRR)设计将使医学图像配准精度和速度提高,提出用片段着色器同时生成三维渲染图像和仿X光或者数字减影图像的DRR,将复杂优化和配准计算采用并行计算语言OpenCL完成,使整个DRR图像生成和2D/3D配准交由图像处理单元GPU完成.实验结果表明,依赖仿真的X光图像或者数字减影图像配准方法可为图像引导的手术提供精确和快速的辅助作用.

目的:探讨基于三维高分辨MR血管壁成像（3D HRMR-VWI）的影像组学方法鉴别症状性大脑中动脉粥样硬化患者责任斑块的价值。方法:回顾性分析2018年10月至2020年10月因脑血管病在华中科技大学同济医学院附属同济医院接受诊治的117例患者的139个大脑中动脉粥样硬化斑块的临床和影像学特征。采用分层随机抽样方法按照7∶3的比例将139个斑块分为训练集（97个斑块）和验证集（42个斑块）。根据MR图像和临床症状将斑块分为69个责任斑块和70个非责任斑块。采用独立样本 t检验、Mann-Whitney U检验及χ 2检验对责任斑块及非责任斑块的临床及影像特征进行单因素分析，对差异有统计学意义的特征进一步纳入多因素logistic回归分析，筛选出责任斑块的独立预测因子。基于训练集斑块在平扫3D HRMR-VWI、增强3D HRMR-VWI、平扫+增强3D HRMR-VWI上提取并筛选影像组学特征并构建模型。最后联合责任斑块的独立预测因子及平扫+增强3D HRMR-VWI特征构建融合模型。以受试者操作特征曲线及曲线下面积（AUC）评估各模型的效能，以DeLong检验比较不同模型效能的差异。 结果:责任斑块与非责任斑块的斑块内出血、狭窄处管腔面积、狭窄处血管直径、狭窄率、斑块负荷、强化率差异均有统计学意义（ P<0.05），多因素logistic回归分析证实斑块内出血是预测责任斑块的独立危险因素（OR=7.045，95%CI 1.402~35.397， P=0.018）。验证集中，平扫3D HRMR-VWI模型预测大脑中动脉责任斑块的AUC低于增强3D HRMR-VWI模型（ Z=-2.01， P=0.044，），平扫+增强3D HRMR-VWI模型预测大脑中动脉责任斑块的AUC与增强3D HRMR-VWI差异无统计学意义（ Z=0.79， P=0.427），融合模型预测大脑中动脉责任斑块的AUC与平扫+增强3D HRMR-VWI模型差异无统计学意义（ Z=-0.59， P>0.05）；融合模型预测大脑中动脉责任斑块效能最好，AUC为0.939，灵敏度、特异度、准确度分别为95.24%、76.19%、85.71%。 结论:基于3D HRMR-VWI的影像组学方法对识别症状性大脑中动脉粥样硬化患者的责任斑块具有一定价值。

目的:建立一种三维定量测量方法用于评估颞下颌关节髁突骨改建。方法:将2014年11月至2019年8月就诊于北京大学口腔医学院·口腔医院颞下颌关节病及口颌面疼痛诊治中心且诊断为颞下颌关节急性不可复性关节盘前移位或关节盘绞锁、采用手法复位关节盘结合前伸再定位 垫治疗的41例患者（共82侧髁突）资料纳入研究，其中男性10例，女性31例，年龄为12~30（19.7±4.4）岁。获取治疗前后6~12个月的锥形束CT图像。根据髁突轴位、矢状位及冠状位影像中“双线征”数目定性评价髁突骨改建，将82侧髁突分为无改建组（0个“双线征”）、部分改建组（1~4个“双线征”）和显著改建组（5~6个“双线征”）3组。应用锥形束CT数据进行髁突骨改建的三维定量测量。采用基于人工预标注结合分水岭算法的半自动分割方法分别对治疗前后的锥形束CT影像进行分割，重建颞下颌关节髁突的表面模型，应用基于距离图的初始配准和基于灰度信息的二次配准，将治疗前后的髁突图像配准重叠后髁突和髁头的体积差定量反映髁突骨改建程度。 结果:二维定性评价的 Kappa值为0.66~0.87。三维定量测量髁突及髁头体积的同一研究者组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）值分别为0.998和0.941，不同研究者组间ICC值分别为0.999和0.942。治疗后髁突和髁头的体积较治疗前增加量分别为（41.7±90.2） mm3和（62.8±70.9） mm3。82侧髁突中无改建组21侧、部分改建组20侧，显著改建组41侧。显著改建组治疗后较治疗前髁突和髁头体积增加量均为最大，部分改建组次之，无改建组最小（ P<0.05）。 结论:三维定量测量评价髁突骨改建程度的方法一致性和可靠性良好，定量变化值可以反映不同程度的髁突骨改建，其中将髁头作为感兴趣区计算的体积变化量更敏感。

目的:探讨基于常规磁共振成像（MRI）影像组学模型预测垂体大腺瘤质地价值。方法:回顾性分析2014年12月至2019年12月皖南医学院弋矶山医院经手术病理证实的101例垂体大腺瘤患者完整资料，根据术中垂体瘤质地分为质软组（ n=58）与质硬组（ n=43），按照7∶3比例随机将患者分为训练组（ n=72）和验证组（ n=29）。所有患者均行垂体常规MRI扫描。使用ITK-SNAP软件逐层手动勾画T 1加权像（T 1WI）、T 2加权像（T 2WI）和T 1WI增强图像上肿瘤感兴趣区（ROI）并进行三维融合，然后导入AK软件提取纹理特征；利用最小冗余最大相关（mRMR）和最小绝对值收敛和选择算子（LASSO）回归分析进行特征选择和建立影像组学标签，并用100次留组交叉验证（LGOCV）验证模型的可靠性，绘制受试者工作特征（ROC）曲线评价模型的预测能力；应用决策曲线分析（DCA）评估模型的临床应用价值。 结果:T 1WI、T 2WI、T 1WI增强和联合序列模型在训练组和验证组中预测垂体大腺瘤质地曲线下面积（AUC）（95 %CI）分别为0.91(0.84~0.98）和0.90(0.78~1.00)、0.86(0.78~0.95）和0.83(0.64~1.00)、0.90(0.83~0.97）和0.89(0.77~1.00）以及0.92(0.85~0.98）和0.91(0.79~1.00)。DCA表明T 1WI、T 2WI、T 1WI增强和联合序列模型均具有较好净获益。 结论:常规MRI的T 1WI、T 2WI、T 1WI增强和联合序列模型均具有很高预测垂体大腺瘤质地的效能，为探索预测垂体大腺瘤质地提供了一种新的定量分析方法。

目的:初步探讨3D打印技术辅助手术规划在儿童Gartland Ⅲ型肱骨髁上骨折手术治疗中的应用与效果。方法:在告知其法定监护人并遵循自愿原则的前提下，根据门、急诊X线片，选择2016年8月至2019年4月收治的新鲜闭合的Gartland Ⅲ型肱骨髁上骨折患儿40例参与本次研究。其中，男28例，女12例；年龄4～10岁，平均6.1岁；患侧位于左侧25例，右侧15例；手术距受伤时间48～72 h，平均57.8 h。采用随机数字表法，将40例患儿随机分成3D组和对照组，每组20例。其中，3D组患侧肘关节薄层CT扫描数据导入Accumed医学图像处理平台软件中进行骨折三维重建，用3D打印技术制作1∶1大小的肱骨髁上骨折实体模型，在实体模型上直接观察骨折移位情况，进行模拟骨折复位手术，选择最佳进针点及进针角度，并根据术前规划进行手术；对照组采用常规透视下闭合复位加克氏针固定。统计分析两组患儿围手术期一般情况，采用Kolmogorov-Smirnov正态性检验方法对数据进行正态分布性检验，采用两独立样本均数的 t检验比较分析术后两组患儿肱骨Baumann角及前倾角的差异，采用卡方检验比较分析术后4周Mayo肘关节功能评分(Mayo elbowperformance score，MEPS)的差异。 结果:两组患儿年龄、受伤时间、骨折分型、术后Baumann角、前倾角测量结果比较，差异均无统计学意义( P>0.05)。3D组手术时间为(58.50±11.25)min，术中透视次数为(6.85±1.23)次，术中透视时间为(13.70±3.79)min；对照组手术时间为(81.25±13.56)min，术中透视次数为(11.60±1.27)次，术中透视时间为(24.50±3.80)min。3D组在手术时间、术中透视次数和术中透视时间上均较对照组减少，且组间差异均有统计学意义( P均<0.05)。术后4周肘关节功能评分结果比较，3D组的优良率为95%(19/20)，对照组为85%(17/20)，但差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:3D打印技术从数字化设计转化出真实手术模型，并通过术前在模型实体上进行手术复位及进针点及进针角度术前设计，有助于实现对Gartland Ⅲ型肱骨髁上骨折进行个体化、精细化、微创化治疗。

目的:探讨正常成人枕髁相关解剖学参数的CT影像测量，为远外侧入路手术中枕髁的处理提供解剖学依据。方法:回顾性分析2018年9月—2019年3月新乡医学院第一附属医院影像资料库中335例正常成人头颈CTA影像资料，应用Mimics软件对枕髁进行三维重建后，在图像下面观标出：枕骨大孔前缘中点(A)、枕骨大孔后缘中点(B)、枕髁后缘和枕骨大孔后缘交点(C)、舌下神经管内口后缘中点(D)等定位点，分别测量枕髁两侧A、B点连线与A、C点连线的夹角(∠α)，A、B点连线与A、D点连线的夹角(∠β)，CD两点之间的长度，枕髁前后径长度，以及∠β和∠α差值。采用配对样本 t检验比较不同侧别间上述测量指标的差异。 结果:335例正常成人两侧合计检测结果：∠α为32.49°～52.18°(42.06°±3.25°)、∠β为43.62°～73.48°(58.51°±5.37°)，∠β和∠α差值为7.42°～30.10°(16.45°±4.07°)；CD长度为6.18～13.08(8.94±1.33)mm；枕髁前后径长度为16.12～27.71(21.57±2.17) mm。枕髁左侧、右侧∠α为42.12° ± 2.88°、42.00°±3.59°，∠β为59.37° ± 5.24°、57.66° ± 5.39°，∠β和∠α差值为17.24°±4.13°、15.66°±3.87°，CD长度为(9.14±1.39)mm、(8.73±1.23)mm，枕髁前后径长度为(21.59±2.28)mm、(21.55±2.08)mm。不同侧别间比较：左侧∠β、∠β与∠α差值、CD长度均大于右侧，差异均有统计学意义( t＝4.402、5.971、4.199， P值均<0.05)；而∠α、枕髁前后径长度不同侧别间差异均无统计学意义( P值均>0.05)。 结论:不同侧别间枕髁的相关解剖学影像测量数据存在差异；远外侧入路中，磨除从枕髁后缘至舌下神经管内口范围的骨质所暴露的视野及扩大的视角，在左侧均大于右侧。因此，对于枕骨大孔腹侧正中病变，建议从左侧开颅，可获得更大的暴露范围。

心脏瓣膜病的理论教学中，传统的授课方式使学习者感觉非常抽象，学习效果不佳；床旁教学中特定病人的心脏特征无法直接向学习者展示，学习者难以将理论知识与临床表现进行建构。本研究在基于体验学习理论的临床床边见习的基础上，利用心脏虚拟影像技术，将临床病人的心脏影像进行重建，还原其心脏内部结构，辅以动态血流图像，帮助学习者厘清心脏形态结构和血流动力学的关系，使学习者能够直观地学习这些知识。通过本研究的教学实践发现：高质量的课程设计和引导式的教学结合VR新技术的运用，能够显著提升学习者的学习体验与效果。

目的:探讨基于CT的影像组学预测早期急性胰腺炎（AP）进展的价值。方法:回顾性分析2013年11月至2021年2月皖南医学院弋矶山医院109例根据新修订的亚特兰大分类诊断为AP的患者，根据随诊结果分为进展组（40例）和非进展组（69例）。所有患者初次发病1周内行腹部平扫及增强CT扫描。采用计算机完全随机方法将患者按7∶3的比例分为训练集（77例，进展组28例，非进展组49例）和验证集（32例，进展组12例，非进展组20例）。在平扫、动脉期、静脉期和延迟期图像上，对胰腺实质全部层面沿胰腺边缘手动勾画感兴趣区并进行三维融合，采用AK软件提取纹理特征，使用最小冗余最大相关和最小绝对收缩和选择算子回归分析对纹理特征降维，建立平扫、动脉期、静脉期、延迟期和4个序列联合的影像组学标签。采用多因素logistic回归分析，联合临床特征和CT特征建立临床模型，联合临床、CT特征和影像组学标签建立综合模型。使用受试者操作特征（ROC）曲线评价各模型预测早期AP进展的效能，应用决策曲线分析（DCA）评估模型的临床应用价值。结果:在训练集中，logistic回归结果显示边缘是AP进展的独立预测因子（OR=0.16， P=0.033），联合血钙建立临床模型，其在训练集和验证集中的曲线下面积（AUC）分别为0.69、0.70。在平扫、动脉期、静脉期、延迟期和联合序列图像中分别提取了14、11、13、13、9个最优纹理特征，其中延迟期影像组学标签在训练集和验证集中均有相对更好的预测效能，ROC曲线下面积（AUC）均为0.85。基于延迟期影像组学标签（OR=2.22， P<0.001）及边缘（OR=0.02， P=0.042）建立综合模型，在训练集和验证集中AUC分别为0.90、0.86。DCA显示综合模型和延迟期影像组学标签均具有较好的净收益。 结论:基于CT影像组学模型预测早期AP患者病情进展具有较高的价值，明显优于临床模型。

目的:探讨心脏MRI三维（3D）平衡稳态自由进动（b-SSFP）电影成像技术评估儿童法洛四联症（TOF）术后患者心功能的可行性。方法:回顾性收集2018?年4?月至2019?年10?月于上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心30?例TOF术后患儿，2017?年6?月至2018?年8?月社会招募10?名儿童健康志愿者。TOF术后患儿及儿童志愿者均进行心脏二维（2D）b-SSFP和3D b-SSFP序列电影成像，记录总成像时间。以5?分法对图像质量评分，≥3?分为满足临床诊断需要。分别测量左右心室舒张末期容积（EDV）、收缩末期容积（ESV）、每搏输出量（SV）、射血分数（EF）、心输出量（CO）和心指数（CI）。2?种序列测量的心功能参数的比较，符合正态分布采用配对 t检验，不符合正态分布采用Wilcoxon检验。采用Pearson或Spearman相关分析2?种图像测量各参数的相关性。 结果:2D b-SSFP序列成像时间为（426.5±13.0）s，3D b-SSFP为（24.7±2.5）s。2D b-SSFP图像质量评分优于3D b-SSFP，差异均有统计学意义（TOF术后患者： Z=-3.879， P<0.001；志愿者： Z=-2.646， P=0.003)。所有2D和3D b-SSFP序列采集图像质量评分均≥3?分，可用于临床诊断。2D和3D b-SSFP序列测量TOF术后患儿及志愿者心功能参数差异均无统计学意义（ P>0.05)。2?种序列测量TOF术后患儿左心室的EDV、ESV、SV、EF、CO和右心室的EDV、ESV、SV呈高度正相关（ r均>0.8， P均<0.05）；儿童健康志愿者左心室的EDV、ESV、SV和右心室的EDV、SV呈高度正相关（ r均>0.8， P均<0.05）。 结论:与2D b-SSFP序列相比，3D b-SSFP序列采集时间短，图像质量可满足诊断需求，且心功能测量数据准确，在儿童心脏MRI中有良好的应用前景。