为提高候选结节检测性能,应用深度学习技术提出基于3DSCANet的候选结节检测算法.该算法提出增强坐标注意力机制模块(SCA),在坐标注意力机制的基础上做出改进,使之能提取三维(3D)特征,并引入自适应卷积提取跨通道特征,增加SCA注意力机制的特征提取能力;提出一种将3D长方体锚框转换为3D球体的方法,并进一步引入新的球体交并比损失函数SIoUX,以充分利用肺结节的球体形态特征.在实验阶段,该方法在LUNA16数据集上采用十折交叉验证的方法进行测试,平均召回率CPM达到0.94.

目的:构建医教研三位一体、综合客观和数据简便可及的学科评估指标体系，建立综合评估方法，为学科评估与定位提供参考依据。方法:参考国内各类排行榜的评价指标和相关文献，采用德尔菲法、层次分析法确定指标及权重系数。结果:构建了涵盖3个一级指标(医疗、教育和科研)，12个二级指标和41个三级指标构成的综合学科评估指标体系，并设计运用三维笛卡尔空间坐标系，以3D模式图定位单个学科的医教研水平和同类学科群的分布情况。结论:本研究确定的学科评估指标体系，具有内容精炼、综合性强、可操作性强和可推广性好等特点，对今后进一步开展学科评估具有借鉴意义。

目的:利用深度相机开发三维点云放疗实时监测系统并验证其可行性。方法:以深度相机坐标系为世界坐标系，由校准模体得到定位CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。患者的定位CT点云经上述关系转换到世界坐标系中并与深度相机实时获取的患者表面点云配准计算六维误差，完成摆位验证及放疗中分次内体位误差监测。统计系统六维计算误差的均值、标准差，配准后点云的豪斯多夫距离以及各部分程序运行时间，验证系统的可行性。选取15例真实患者，统计本系统与锥形线束CT之间六维误差。结果:模体实验中，系统在左右、头脚、腹背方向的误差分别为（1.292±0.880）、（1.963±1.115）、（1.496±1.045）mm，在偏转、俯仰、翻滚角度的误差分别为0.201°±0.181°、0.286°±0.326°、0.181°±0.192°。对于真实患者，系统平移误差在2.6 mm以内，旋转误差在1°左右，程序运行1~2帧/s，精度和速度满足放疗要求。结论:基于深度相机的三维点云放疗实时监测系统能自动完成放疗前摆位验证、放疗中体位实时监测，并提供误差视觉反馈，具有潜在的临床应用价值。

目的:研究飞行员眼位分布和人体头面部测量项目，为飞行员头盔显示系统设计提供精确的眼位数据。方法:采用非接触式三维扫描方法，对372名男性歼击机飞行员进行头面部扫描，获取人体头面部三维点云模型。在此基础上，对三维点云模型进行去噪、修补等处理，建立头面部同质网格模型和统一的人体头部解剖学坐标系。按照单目显示和双目显示定义设计眼位。以人体头面部三维模型计算左、右眼位（瞳孔中心点）坐标和12项人体测量数据。结果:建立了372名歼击机飞行员头面部三维扫描数据库，获得了左、右眼位坐标及瞳孔间距、眼顶高等12项人体测量数据。结论:基于三维扫描技术，以人体头部解剖学坐标系为定位基准构建飞行员眼位分布空间（设计眼位和眼盒）和获取相关人体头面部测量数据，为飞行员头盔显示系统的设计提供基础数据。

目的:探索上颌骨复合体三维数据解剖标志点的自动定点方法，并初步评价其可重复性与准确性。方法:从2021年6月至2022年12月就诊于北京大学口腔医学院·口腔医院口腔颌面外科的口腔疾病患者螺旋CT资料中，选取31例颅颌面骨骼形态大致正常者的螺旋CT资料，其中男性15例，女性16例，年龄（33.3±8.3）岁，通过Mimics软件对上颌骨复合体进行三维重建，通过Geomagic软件对上颌骨复合体三维数据进行网格优化。由2名主治医师和1名副主任医师对31例上颌骨复合体数据进行人工定点，确定24个解剖标志点，取3人定点均值作为专家定点结果。选择其中1例符合健康人颅颌面骨骼三维形态平均特征的上颌骨复合体数据作为模板数据，其余30例作为目标数据。采用MeshMonk开源程序（一种非刚性配准算法）将模板数据与目标数据基于4个标志点（鼻根点、左右颧弓最突点、前鼻棘点）进行初对齐，再将模板数据基于非刚性配准算法变形为目标数据的形状，得到变形后模板数据，基于模板数据变形前后同名标志点的索引不变特性，自动检索变形后模板数据各标志点坐标，以此作为目标数据同名标志点自动定点坐标，也即完成自动定点过程。30例目标数据的自动定点过程重复3次。计算变形后模板数据与目标数据的稠密对应点对（约25 000对）的三维偏差［均方根距离（root-mean-square distance，RMSD）］，作为非刚性配准算法的变形误差，并分析非刚性配准算法3次变形误差的组内相关系数（intra-class correlation coefficient， ICC）；计算24个解剖标志点自动定点结果与专家定点结果的直线距离作为自动定点误差，并分析3次自动定点三维坐标的 ICC值。 结果:30例变形后模板数据与对应目标数据的三维偏差（RMSD）为（0.70±0.09）mm，非刚性配准算法3次变形误差的 ICC值为1.00。24个解剖标志点自动定点误差为（1.86±0.30）mm，前鼻棘点自动定点误差最小，为（0.65±0.24）mm；左眶下缘点自动定点误差最大，为（3.27±2.28）mm；3次自动定点三维坐标 ICC值均为1.00。 结论:本项研究建立了一种基于非刚性配准算法的上颌骨复合体三维数据自动定点方法，该方法应用于正常形态上颌骨复合体三维数据定点的准确性与可重复性较好。

目的:探讨3D Slicer软件在有框架脑立体定向活组织检查(简称活检)术中的应用价值。方法:前瞻性纳入2019年11月至2021年12月于西安交通大学第二附属医院神经外科诊断为颅内占位并行有框架脑立体定向活检术的患者。所有患者术前均利用3D Slicer软件将头颅CT、MRI等多种影像学资料进行多模态配准，重建颅内占位病灶、血管、脑室及脑组织，在三维视窗展示其空间位置关系；设定靶点并计算靶点坐标，模拟最佳的穿刺路径，并根据模拟路径实施穿刺。术后复查头颅CT评估3D Slicer辅助活检取样的准确性和安全性。结果:共纳入22例患者，所有患者3D Slicer重建效果均良好，病灶、血管、脑室、脑沟、脑回显示清晰。根据病灶位置设计穿刺靶点，22例患者中，穿刺靶点定位在额叶者8例、基底核区6例，顶枕区3例、颞叶2例、近侧脑室后角2例、鞍区1例。所有患者均按术前模拟穿刺路径顺利完成手术，术后复查头颅CT显示所有活检取样部位均位于病灶内，取样部位与预设靶点位置均吻合。术后患者均无出血、感染及新发神经功能障碍。术后病理学证实脑胶质瘤11例、淋巴瘤3例、脱髓鞘病变2例、转移性腺瘤2例、生殖细胞瘤1例、室管膜瘤1例、颅咽管瘤1例、坏死性炎性反应1例。结论:3D Slicer能够保障有框架脑立体定向活检术穿刺位置的准确性和穿刺路径的安全性，降低手术风险。

目的:探讨三维测量方法应用于骨性Ⅲ类错颌畸形患者正颌术后颌骨稳定性研究的可行性，分析术后颌骨的复发情况及其影响因素。方法:以2019年7至12月于南京大学医学院附属口腔医院口腔颌面外科行双颌手术的骨性Ⅲ类错颌畸形患者为研究对象，患者均行上颌Le Fort Ⅰ型截骨术＋双侧下颌矢状劈开术。收集患者术前1周(T0)、术后3 d(T1)、术后6～12个月(T2)螺旋CT数据，使用3D Slicer建模并导入Geomagic Qualify拟合配准、测量上、下颌骨各标志点三维移动距离。对T1、T2期各标志点坐标值行配对 t检验或Wilcoxon符号秩和检验，并对有明显复发的标志点之间行Pearson相关性分析， P < 0.05为差异有统计学意义。 结果:共纳入15例患者，其中男5例，女10例，年龄18～25岁，平均21.3岁。T1与T2期各标志点水平向坐标值比较，仅在右下颌角点差异有统计学意义，T1期为(-50.47±4.44) mm，T2期为(-50.06±4.66) mm( t＝2.948， P＝0.011)。T1与T2期各标志点前后向坐标值比较，上颌骨上牙槽座点、左、右梨状孔点、左、右骨折线中点差异有统计学意义( P<0.05)，复发率分别为37.7 %(1.36/3.61)、35.7%(1.15/3.22)、25.4%(0.84/3.31)、26.9%(0.84/3.12)、14.0%(0.41/2.92)；下颌骨下牙槽座点、颏前点、颏顶点、颏下点、左、右下颌角点差异有统计学意义( P<0.01)，复发率分别为36.9%(1.75/4.74)、53.9%(2.45/4.55)、55.5%(2.72/4.90)、61.7%(2.90/4.70)、85.3%(2.20/2.58)、93.4%(2.40/2.57)；复发距离与移动距离均显著相关( r值为0.572～0.736， P < 0.05)。T1、T2期垂直向各标志点坐标值比较，上颌骨垂直向差异无统计学意义( P>0.05)；下颌骨下牙槽座点、颏前点、颏顶点、颏下点差异有统计学意义( P<0.01)，T2期较T1期发生明显的逆时针旋转。 结论:三维测量方法可准确反映骨性Ⅲ类错颌畸形患者双颌术后颌骨的三维变化，术后上、下颌骨在水平向均无明显复发，在前后向均存在复发，与手术距离显著相关，在垂直向仅下颌骨存在旋转移位。

目的:探讨联合自动针道优化及3D打印技术研制腔道适形插植导板的方法，评价该技术对剂量及疗效的提升与改进作用。方法:回顾性分析广西医科大学附属肿瘤医院2020年9月—2022年9月收治的晚期宫颈癌患者15例。患者存在阴道残端复发、肿瘤偏心性生长、子宫锥切术后等特征，CT扫描获取三维影像，完成针道优化后，通过放射治疗3D打印系统软件（PMT 3D）对预计划数据进行解析，抓取驻留点的坐标而建立插植通道，并基于患者生理结构特征生成腔道适形插植导板的尺寸及形状，3D打印后实施插植放疗。评估适形指数等剂量学参数，对治疗前、后的肿瘤体积变化进行配对 t检验。 结果:15例患者采用腔道适形插植导板进行治疗，其治疗计划适形指数CI为0.74±0.26，放射治疗总剂量高危临床靶区（HR-CTV）D 90%（EQD 2，α/β=10）为（85.5±6.8）Gy，膀胱、直肠、小肠、结肠的D 2 cm3（EQD 2，α/β=3）分别为（72.2±4.2）、（65.8±6.1）、（65.2±4.4）、（69.8±3.7）Gy，符合临床要求。治疗后，肿瘤体积缩小明显。适形插植导板与阴道腔体贴合度较好，少体积的空气间隙并未影响剂量。非平行入针可以提高腔体空间及插植针的利用率。 结论:基于自动针道优化及3D打印技术的适形腔道插植导板研制方法兼顾效率和效果，符合现代精准放疗的要求，具有临床实用价值。

目的:应用数字化技术实现医师主导下的无托槽隐形矫治器设计制作用于治疗轻度复发病例，评价其临床应用的有效性和牙齿移动精确性。方法:本研究为回顾性对照研究。选取简单牙列不齐的轻度复发病例10例，口内扫描获得牙列信息后应用正畸分析软件进行排牙设计并导出各阶段步骤模型数据用于3D打印和压制无托槽矫治器；通过测量隐形矫治后口扫模型与设计终末模型重叠对比的均方根值评价该数字化流程的有效性；将设计终末模型和治疗后口扫模型分别与初始口扫模型以腭皱襞(上颌)和未做移动设计的后牙区(下颌)为基准重叠，测量48颗设计移动的前牙特征点在矢状向、水平向、垂直向的三维坐标变化量，将预测牙齿移动量与实际牙齿移动量进行配对 t检验比较，分析该流程制作的无托槽隐形矫治器对牙齿控制的精确性。 结果:治疗后口内扫描模型与数字化设计终末模型重叠配准后表面距离的均方根值为(0.158±0.028) mm，小于设计步进移动量0.25 mm。配对 t检验结果示设计牙齿移动量与实际牙齿移动量在矢状向、水平向、垂直向和整体的差值分别为[(0.06±0.24) mm， P＝0.10]，[(0.02±0.18) mm， P＝0.36]，[(-0.06±0.23) mm， P＝0.06]和[(0.03±0.32) mm， P＝0.59]，差异无统计学意义。 结论:基于医师自行数字化排牙和3D打印制作的无托槽隐形矫治器对简单牙列不齐病例可以进行有效的矫治。

目的:尝试通过三种机器学习方法对三维面相进行矢状向及垂直向骨性畸形判别，对比其准确性并筛选面部软组织判别指标。方法:本研究为回顾性研究。研究纳入292例正畸治疗前拍摄三维面相和头颅侧位X线片的成年患者。应用三维可变模型对三维面相数据进行面部软组织特征点标定并获得坐标，将特征点的常见几何特征和人口学特征作为待选特征，采用随机森林、自适应提升算法、多层人工神经网络对矢状向及垂直向骨性畸形进行判别，并以同一位经验丰富的正畸医师使用头影测量软件获得的结果作为金标准进行准确性比较，通过绘制受试者操作特征曲线和计算曲线下面积对各模型进行评价。计算各特征的基尼重要性，筛选出最有意义的面部软组织特征。结果:对于矢状向骨型分类，多层人工神经网络的曲线下面积最大(骨性Ⅱ类0.92，骨性Ⅲ类0.97)；对于垂直向骨型分类，随机森林的曲线下面积最大(低角0.84，高角0.88)。三种算法对矢状向骨性畸形的判别精度(骨性Ⅱ类：随机森林90.0%，自适应提升算法85.7%，多层人工神经网络95.0%；骨性Ⅲ类：随机森林84.6%，自适应提升算法92.3%，多层人工神经网络93.3%)均优于对垂直向骨性畸形的判别精度(低角：随机森林68.2%，自适应提升算法72.0%，多层人工神经网络76.9%；高角：随机森林76.2%，自适应提升算法77.8%，多层人工神经网络69.6%)。特征筛选结果发现"眉间点－颏前点－鼻中隔下点的角度"、"双侧太阳穴点连线中点－双侧口角点连线中点－颏前点的角度"对骨性Ⅱ类及高角的判别而言较有意义。结论:机器学习方法可以在一定程度上对三维面相进行矢状向及垂直向骨性畸形的判别。