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: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:探讨全息影像3D可视化技术辅助腹腔镜肾上腺肿瘤切除术的临床可行性和有效性，并评估其在医患沟通中的效果。方法:收集2018年1月至2022年12月因肾上腺肿瘤行腹腔镜肾上腺肿瘤切除术共72例患者的临床资料。纳入标准：肾上腺良性病变、体重指数(BMI)<30 kg/m 2、肿瘤最大直径<8 cm、美国麻醉医师协会(ASA)分级为Ⅰ或Ⅱ级。其中32例术前采用全息影像3D可视化技术(观察组)，40例术前未行全息影像3D可视化技术(对照组)。术前两组均采用64层螺旋CT进行薄层平扫+增强扫描，观察组将CT影像检查图像重建3D可视化数字模型及全息影像，用于术前规划、医患沟通及术中导航。两组患者皆完成疾病认知度和术前沟通满意度问卷调查表的填写。采用独立样本 t检验或 χ2检验比较两组围术期相关指标及患者疾病认知度和术前沟通满意度问卷调查表得分。 结果:本研究手术均顺利完成。观察组在手术时间、术中失血量、肿瘤破裂例数、术区引流管留置时间低于对照组，分别为(53.5±17.9) min和(63.9±19.2) min( F＝5.552)、(45.8±7.2) ml和(49.4±6.6) ml( F＝4.623)、0例和5例、(2.5±0.4) d和(2.8±0.6) d]( F＝6.340)，差异均有统计学意义( P<0.05)。两组在术后肠蠕动恢复时间[(1.5±0.7) d和(1.6±0.8) d]、留置尿管时间[(1.8±0.4) d和(1.9±0.5) d]、术后卧床时间[(1.6±0.4) d和(1.7±0.4) d]、病理类型、住院时间[(4.6±0.5) d和(4.7±0.6) d]的比较差异均无统计学意义( P>0.05)。观察组与对照组在术前谈话时签同意书所用时间[(23.9±1.1) min和(25.2±2.6) min]、对肿瘤病情了解程度[(7.8±0.4)分和(7.6±0.3)分]、对手术方案和并发症了解程度[(7.9±0.5)分和(7.5±0.4)分]以及对医生术前谈话效果满意程度[(7.9±0.4)分和(7.6±0.2)分]的比较差异有统计学意义( P<0.05)。 结论:全息影像3D可视化技术辅助肾上腺肿瘤手术治疗和医患沟通，可以降低手术时间，减少手术风险，提高患者对自身疾病和手术的认知理解度，增加医患沟通效果。

目的:评价下颌骨定位导板在腓骨瓣游离移植修复单侧下颌骨缺损中定位髁突位置的作用。方法:回顾性分析2017年1月—2018年12月于南京市口腔医院应用下颌骨定位导板进行下颌骨节段性截骨后腓骨游离移植修复的10例患者的临床资料。其中，男7例、女3例，年龄22～65岁。下颌骨成釉细胞瘤4例，下颌骨中央性癌2例，下颌牙龈鳞癌4例；Brown Ⅰ类缺损7例，Brown Ⅱ类缺损3例。术前计算机模拟手术方案，3D打印数字化导板，术中应用数字化导板精确重建下颌骨，术后评估并发症的发生情况，利用图像融合技术评估残余下颌骨位置与手术设计中对应位置的偏差情况，并通过锥形束CT对比手术前后双侧颞下颌关节间隙的改变来评估髁突位置变化。结果:手术导板在术中均能顺利就位，腓骨瓣均存活，手术时间(482.56±59.83)min。1例患者术后即出现轻度张口受限，张口度2.5 cm，其余患者未出现钛板外露、术创感染、颞下颌关节区疼痛等并发症。所有患者术后面容对称，咬合关系良好。术后图像融合显示术后残余下颌骨位置与术前对应位置相比平均偏差为(－0.69 ± 2.28)mm。锥形束CT结果显示，术后双侧颞下颌关节上间隙、前间隙、后间隙与术前比较差异均无统计学意义( P值均>0.05)，髁突位置较术前无明显改变。 结论:下颌骨定位导板辅助游离腓骨修复下颌骨节段性缺损能有效定位残余下颌骨及髁突位置。

目的:利用骨盆数字重建图像(digital reconstructed radiographs，DRRs)研究如何选择正确的髋臼外上缘参考点测量儿童髋臼指数(AI)并初步探究其解剖对应关系。方法:回顾收集2015年1月1日至2015年12月31日入浙江大学医学院附属儿童医院骨科进行髋关节CT检查的研究对象共177例，收集满足条件患儿的髋关节CT数据，进行三维重建，包括多平面重建(MPR)、容积再现技术(VRT)。校正骨盆模型至标准位置后在CT后处理工作站中生成DRRs影像，分别采取髋臼外上部高密度弧线影终点A和其下方低密度骨性覆盖影最外上方点B作为参照点，测量其相应的髋臼指数(AAI和BAI)；选取通过股骨头最大直径的骨盆冠状位MPR图像，测量其CT髋臼指数(CTAI)，计算其差异。按旋转轴将骨盆模型进行前后倾斜，每增加或减少3°生成一张DRR图像，观察连续角度变化中A、B两点的位置改变，记录两点重合时的骨盆倾斜角度。利用配对 t检验验证CTAI、AAI、BAI之间差异的有效性；利用独立样本 t检验进行各组AAI和BAI差值的比较；利用Spearman相关分析和Bland-Altman分析检验两种测量结果之间的一致性。 结果:纳入研究对象总共33例，年龄(2.90±1.32)岁；其中男8例，女25例，共52髋。CTAI与AAI的Spearman相关系数为0.92，其差值为(-0.41±1.83)°，差异无统计学意义，CTAI与AAI具有良好的一致性；CTAI与BAI的Spearman相关系数为0.81，两者差异具有统计学意义；AAI与BAI的差值为(3.06±3.06)°，该差值与骨盆X线片上髋臼显影形态有关。骨盆倾斜过程中，25髋在骨盆后倾时出现A、B点重叠，8髋在骨盆前倾时出现重叠，显示B点在不同髋关节中为髋臼前缘或者后缘的最外缘投影。结论:选择不同的髋臼外上缘点测量儿童髋臼指数将会导致巨大的差异，通过髋臼外上部高密度弧线影终点A测量的髋臼指数更加接近于真实的髋臼指数，能够更好的反映髋臼对股骨头的骨性覆盖。

目的:探讨术前定位膜联合CTA辅助设计股前外侧穿支皮瓣（ALTPF）修复足和踝关节周围软组织缺损的可行性和临床疗效。方法:2018年5月至2021年12月,宁波大学附属第一医院整形修复外科收治的足和踝关节周围软组织缺损患者共18例,男11例,女7例,年龄32~78岁,平均57.5岁。其中慢性溃疡创面10例,外伤创面6例,恶性肿瘤术后创面2例。创面面积为6.0 cm×8.0 cm~9.0 cm×13.0 cm,皮瓣面积为8.0 cm×10.0 cm~11.0 cm×15.0 cm,术前应用定位膜联合CTA三维重建,以数字化的形式标记出拟采用穿支血管的穿出点,同时描记血管走行,计算血管蒂长度,根据重建图像精准设计ALTPF,并以此修复踝关节软组织缺损创面,供区均直接拉拢缝合。术后门诊定期随访,观察皮瓣成活情况,并按照美国足踝外科学会（AOFAS）踝-后足评分评定功能恢复情况。结果:术后18例皮瓣全部成活,供区与受区创面顺利愈合。术后18例患者均获得随访,随访时间5~36个月,平均13个月,末次随访患者受区皮瓣质地较好,外形无臃肿,供区恢复良好,无明显瘢痕增生,患足功能根据AOFAS踝-后足评分,结果优10例,良6例,可2例。结论:定位膜联合CTA三维重建能以数字化的形式标记穿支血管的穿出点及走行,是术前精准定位穿支血管的有效手段,其辅助设计ALTPF修复足和踝关节周围软组织缺损有效缩短了手术时间,降低手术风险,术后皮瓣成活率高,具有较好的临床价值。

目的:提出可应用于图像质量差、多叶准直器（MLC）遮挡和非刚性变形的兆伏级图像的无标记射束方向观（BEV）肿瘤放疗跟踪算法。方法:采用窗口模板匹配、图像结构转换和demons非刚性配准方法，解决兆伏级图像中的配准问题。在模体中生成质量保证（QA）计划并在加速器上手动设置治疗偏移后执行，收集治疗过程中的682幅电子射野影像装置（EPID）图像作为固定图像；同时采集计划系统中对应射野角度的数字重建影像（DRR）图作为浮动图像，验证算法的准确性。此外收集21例肺部肿瘤治疗患者的共533对图像进行肿瘤跟踪研究，提供治疗过程中肿瘤位置变化定量结果。图像相似度用于跟踪结果的第三方验证。结果:算法可应对不同程度（10%~80%）的图像缺失，模体验证中86.8%的跟踪误差在3 mm以下，80%在2 mm以下。配准前后归一化互信息（NMI）变化为（1.182±0.026）~（1.202±0.027）（ P<0.005），豪斯多夫距离（HD）变化为（57.767±6.474）~（56.664±6.733）（ P<0.005）。病例结果以平移为主（-6.0~6.2 mm），但非刚性形变仍存在。配准前后NMI变化为（1.216±0.031）~（1.225±0.031）（ P<0.005），HD变化为（46.384±7.698）~（45.691±8.089）（ P<0.005）。 结论:本文算法可应对不同程度图像缺失，且在数据缺失图像的非刚性配准中表现较好，适用于不同放疗技术，为多模态、部分数据及图像质量较差的兆伏级图像处理提供了参考思路。

目的:总结全髋关节置换术中髋关节旋转中心（HJC）重建方法的相关研究进展。方法:在PubMed、中国知网、万方数据等数据库，分别以“旋转中心”“髋”“置换”以及“rotation center”“hip”“replacement”等为中英文关键词，检索2005年1月—2021年8月关于全髋关节置换术中重建HJC方法研究的相关文献，共检索到652篇，剔除内容不符、质量较低、重复研究、证据等级不高、无法获取全文者，最终纳入43篇文献，对其进行归纳总结。结果:常见的HJC重建的相关解剖标志有大粗隆顶点、小粗隆顶点、髋臼切迹、卵圆窝及髋臼泪滴等，参考对侧大、小粗隆顶点以及它们至HJC的距离有助于重建股骨头旋转中心，参考髋臼切迹、卵圆窝及髋臼泪滴等解剖标志有助于重建髋臼旋转中心。3D打印技术通过打印个体化的髋臼模型而准确定位HJC、制作髋臼定位器和股骨头假体定位器，并能为术者提供模拟手术的机会，使手术更加精确化和个体化。计算机辅助导航系统分为图像依赖型和非图像依赖型2类，其工作原理是通过定位点对解剖标志进行注册，建立髋关节模型、定位HJC：前者定位HJC的依据是患者术前的影像学资料，可能因图像显示与实际情况略有差距而影响HJC定位的准确性；后者是参考手术区域解剖标志定位HJC，具有更高的定位精确度。机器人辅助全髋关节置换术系统使用计算机软件，将患者的影像学解剖信息转换为虚拟的、个体化的骨盆三维重建图像，用以规划植入物的最佳定位，术中机器人设备精准地执行个体化手术计划，可提高髋臼假体定位和HJC的精度、降低假体脱位率。结论:全髋关节置换术中，针对患者髋关节解剖结构特点，选择合适的解剖学标志和解剖学参数，结合3D打印技术、计算机辅助导航技术、骨科机器人等数字化技术，可以实现HJC的精确重建。

目的:基于机器学习提出可应用于低图像质量、多叶准直器(MLC)遮挡和非刚性变形兆伏级(MV)图像的无标记射束方向观(BEV)肿瘤放疗跟踪算法。方法:采用窗口模板匹配法和Voxelmorph端到端无监督网络，处理MV图像中的配准问题。使用动态胸部模体，验证肿瘤跟踪算法的准确性。将模体质量保证(QA)计划在加速器上手动设置治疗偏移后执行，收集治疗过程中的682幅电子射野影像系统(EPID)图像作为固定图像；同时采集计划系统中对应射野角度的数字影像重建(DRR)图作为浮动图像，进行靶区跟踪研究。收集21例肺部肿瘤放疗的533对EPID和DRR图像进行肿瘤跟踪研究，提供治疗过程中肿瘤位置变化定量结果。图像相似度用于算法的第三方验证。结果:算法可应对不同程度(10%~80%)的图像缺失，且对数据缺失图像的非刚性配准表现较好。模体验证中86.8%的跟踪误差<3 mm，<2 mm的比例约80%作用。配准后标准化互信息(NMI)由1.18±0.02提高到1.20±0.02( t＝－6.78， P＝0.001)。临床病例肿瘤运动以平移为主，平均位移3.78 mm，最大位移可达7.46 mm。配准结果显示存在非刚性形变，配准后NMI由1.21±0.03增至到1.22±0.03( t＝－2.91， P＝0.001)。 结论:肿瘤跟踪算法跟踪精度可靠且鲁棒性好，可用于无创、实时、无额外设备和辐射剂量的肿瘤跟踪。

目的:探讨支气管动脉造影CT(BA-ACT)联合支气管镜检查(BS)对支气管Dieulafoy′s病(BDD)的诊断价值，以及支气管动脉栓塞(BAE)治疗BDD的作用。方法:回顾性分析2008年1月至2018年1月因咯血在广州市第一人民医院或广州市胸科医院经BS疑诊、进行介入栓塞治疗的5例BDD患者的临床资料，在介入栓塞治疗手术中进行支气管动脉造影(BAG)和BA-ACT，参照BS所见对BAG旋转采集数据进行后处理，得到病变部位支气管与支气管动脉的BA-ACT重建图像。在栓塞治疗后进行BS复查和临床追踪观察，分析栓塞治疗效果。结果:5例患者的BDD灶均为单个，BAG均缺乏特征性表现。BS显示BDD灶呈现为乳头状(病例1~3)、结节状(病例4)或条嵴状(病例5)支气管黏膜下隆起病灶，在BA-ACT则对应表现为支气管动脉分支局部呈"尖拱"样(病例1~4)或"串珠"样(病例5)折曲突向支气管腔。病例1~4分别进行一次BAE治疗，栓塞后BS复查显示BDD灶消隐，随访54~91个月无复发咯血。病例5的条嵴状BDD灶在BAE后BS复查显示保持形状大小不变，第一次BAE后的第71个月时复发咯血，经BAG和BA-ACT发现未塌陷的病灶由二条侧支血管供血，经再次BAE后随访71个月无复发咯血。结论:BA-ACT结合BS可以对BDD进行定位定性诊断，BAE对BDD是一种非常有效的治疗方法。