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:利用数字化三维重建技术优化测量儿童枕骨髁解剖学特征，并通过模拟置钉评估其置钉可行性。方法:收集2016年12月至2019年6月行上颈椎螺旋CT扫描的年龄段为3～12岁非脊柱疾患儿童上颈椎CT影像学资料104例，其中男61例，女43例，依据年龄分为5组。将获得的CT数据导入Mimics软件，在三维视图下测量枕骨髁解剖学参数。随后，通过数字化三维重建技术获得枕骨及寰椎3D骨性结构并模拟置钉，计算不同年龄段后路枕骨髁螺钉置入成功率并在3-Matic软件协助下优化测量螺钉置钉参数，比较分析儿童枕骨髁解剖学参数及螺钉置钉参数间的差异。结果:测得儿童枕骨髁解剖学参数长、宽、高及寰枕距离分别为(18.91±1.70)mm、(9.75±1.19)mm、(8.64±1.46)mm及(6.11±1.48)mm，且随年龄增长呈递增趋势( P<0.05)。枕骨髁内倾角与年龄相关性不明显( P>0.05)。枕骨髁解剖学参数左右侧及男女性别间比较，差异均无统计学意义( P>0.05)。获得可置入螺钉枕骨髁169侧，均成功置入直径3.5 mm螺钉，总置钉成功率为81.3%，双侧枕骨髁同时置钉成功率为75.6%，高年龄组具有较高的置钉成功率，男性置钉成功率与双侧同时置钉成功率均显著高于女性( P<0.05)，但置钉成功率左右侧对比差异无统计学意义( P>0.05)。置钉参数男女性别间及左右侧对比，差异均无统计学意义( P>0.05)。进钉长度随年龄增长存在正相关性( P<0.05)。寰枕距离与枕骨髁高之间、钉道长度与枕骨髁长及枕骨髁内倾角与螺钉内倾角之间呈正相关性( r＝0.838， P<0.05； r＝0.944， P<0.05； r＝0.347， P<0.05)。 结论:直径3.5 mm螺钉可安全置入寰枕距离>4 mm的3～12岁儿童枕骨髁，且置钉成功率随年龄增长呈递增趋势。数字化三维重建及模拟置钉技术可优化测量置钉参数从而合理设计置钉方案。

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:研究正常成人完整骨盆CT扫描三维重建数字化测量髂骨翼内板相对于方形区的倾斜角度，为临床提高髂骨与髋臼骨折复位质量提供影像解剖学参数支持。方法:回顾性研究。纳入2016年1月—2018年12月解放军中部战区总医院行CT三维重建检查的正常成人完整骨盆数据，其中男60例(120侧)、女40例(80侧)，平均年龄42.18岁。将数据以DICOM格式导入Mimics 20.0软件，去除周围软组织、骶骨以及双侧股骨，建立完整双侧独立的三维髋骨模型；将髂骨翼分为前、中、后三区，依据骨盆相关骨性标志标记髂骨翼各分区相对于方形区的倾斜角并利用Mimics软件进行测量。比较同性别左右侧、不同性别间相应倾斜角的差异，以及不同部位倾斜角的差异。结果:男性和女性的前、中、后区倾斜角分别为142.40°±5.62°和142.03°±4.82°，130.78°±5.75°和126.37°±6.17°，101.27°±5.40°和100.46°±5.44°。同性别左、右侧前、中、后区倾斜角差异均无统计学意义( P值均>0.05)。不同性别间前区与后区倾斜角差异均无统计学意义( P值均>0.05)；男性中区倾斜角大于女性，差异有统计学意义( t＝5.166, P<0.05)。髂骨翼内板相对于方形区的前、中、后三区倾斜角逐渐减小，差异均有统计学意义( P值均<0.05)。 结论:髂骨翼内板相对于方形区的倾斜角在不同性别、不同部位有一定变化，该解剖学参数可以为术中指导髂骨与髋臼骨折解剖复位提供参考依据，在一定程度上从整体角度提高骨盆髋臼骨折的复位质量，并能评价骨折的旋转移位情况，弥补Matta评价标准的不足。

目的:通过分析肝脏CT三维重建后的影像信息，总结肝右静脉的空间分布规律，以期为解剖性肝切除术的手术规划提供指导。方法:回顾性分析2018年9月至2021年10月于哈尔滨医科大学附属第二医院行肝脏CT检查的77例受检者的临床资料，其中男性42例，女性35例，年龄(50.2±12.8)岁。收集受检查的CT原始医学数字成像和通信数据，利用三维重建软件将二维影像数据重建为三维模型，通过分析肝右静脉的分支数量和汇入主干的空间位置，对其特征和分型进行分析。结果:77例受检者的肝脏CT三维重建模型中，观测到645条肝右静脉分支：268条(41.6%)右侧支，240条(37.2%)背侧支，70条(10.9%)左侧支，67条(10.3%)腹侧支。每支肝右静脉拥有的右侧分支数为3(3，4)，背侧分支数为3(3，4)，左侧分支数为1(0，1)，腹侧分支数为1(0，1)。多组间比较显示四个方位的分支数差异有统计学意义( H＝175.89， P<0.001)。两组间比较显示，右侧分支数分别多于左侧(χ 2＝136.87)和腹侧(χ 2＝140.07)分支数，背侧分支数分别多于左侧(χ 2＝－123.36)和腹侧(χ 2＝126.57)分支数，差异均具有统计学意义(均 P<0.001)。腹侧与左侧分支数比较、背侧与右侧分支数比较，差异均无统计学意义(均 P>0.05)。 结论:肝右静脉分支的腹侧支和左侧支较少，术中从腹侧或左侧解剖分离肝右静脉相对安全，涉及中肝或Ⅷ段肝切除时，循肝右静脉断肝具有一定的合理性。

目的:探讨血流调整及血流重建治疗症状性颈内动脉海绵窦段巨大型动脉瘤的手术方法及临床疗效。方法:回顾性分析2012年3月至2019年8月天津市环湖医院神经外科收治的20例症状性颈内动脉海绵窦段巨大型动脉瘤(最大直径≥2.5 cm)患者(共20个动脉瘤)的临床资料。术前行头颅CT血管成像(CTA)、数字减影血管造影(DSA)、球囊闭塞试验、脑灌注成像并综合评估后选择相应的手术治疗方案。20例患者中，接受单纯颈内动脉结扎术2例，单纯颈内动脉缩窄术11例，高流量搭桥联合颈内动脉结扎术2例，中流量搭桥联合颈内动脉结扎术1例，低流量搭桥联合颈内动脉缩窄术4例。术后定期随访并复查头颅CTA或DSA，采用改良Rankin量表评分(mRS)评估患者的预后。结果:20例患者中，术后动脉瘤消失5例，体积缩小11例，大小无变化4例。术后3例患者出现局灶性脑梗死。18例获得随访，2例失访。影像学随访时间为(7.8±3.0)个月(3~12个月)，其中动脉瘤消失7例，体积缩小9例，大小无变化2例。临床随访时间为(46.3±16.3)个月(20~85个月)，至末次随访，16例患者的术前症状消失或好转，2例症状无改善。末次随访mRS：0分9例，1分8例，3分1例。结论:血流调整联合血流重建是治疗症状性颈内动脉海绵窦段巨大型动脉瘤的有效方法。根据患者的侧支循环代偿情况采取个体化手术方案，能够获得较好的预后，且并发症少。

目的:探讨CT静脉成像（CTV）在布加综合征（BCS）诊断中的应用价值。方法:回顾性研究。纳入2017年5月—2021年11月蚌埠市第一人民医院和蚌埠医学院第一附属医院BCS患者136例。其中男78例、女58例，年龄24～82岁。患者均经CTV和数字减影血管造影（DSA）检查，对下腔静脉、肝静脉及侧支血管进行三维重建分析。观察项目：（1）观察BCS患者的CTV影像学表现；（2）比较CTV与DSA在评估和诊断阻塞血管及BCS合并血栓、肝癌等的差异。结果:（1）BCS患者的CTV影像学表现：肝硬化，脾肿大，腹水，尾状叶明显增大，增强早期见尾状叶及肝左叶中央部分迅速强化，呈斑片状不均匀强化（中心扇样强化），延迟强化密度趋于均匀，并可见侧枝循环形成。（2）CTV与DSA在诊断肝静脉节段性阻塞、肝静脉膜性阻塞、肝静脉广泛性阻塞、下腔静脉节段性阻塞、下腔静脉膜性阻塞、下腔静脉膜性带孔阻塞及肝静脉和下腔静脉阻塞的差异均无统计学意义（ χ2=0.13、0.00、0.00、0.44、0.13、0.25、0.80， P值均>0.05）。CTV诊断BCS合并肝癌（5例）优于DSA（0例），差异有统计学意义（ χ2=4.00， P=0.046）。两者诊断BCS合并血栓，差异无统计学意义（ χ2=2.45， P=0.118）。 结论:CTV可准确显示BCS患者的血管病变，具有与DSA相当的准确性，而且对合并肝癌的诊断优于DSA，可为BCS的术前诊断和临床治疗方案制定提供指导意见。

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:探讨数字化骨科技术在脊柱肿瘤手术设计中的指导意义以及3D打印人工椎体临床初步应用效果。方法:回顾性分析2018年6月至2019年6月南方医科大学深圳医院骨科中心将3D打印人工椎体植入2例脊柱肿瘤患者的临床资料。男，32岁，颈椎神经鞘瘤；女，27岁，腰椎骨巨细胞瘤。通过Mimics软件三维重建肿瘤及周围解剖关系，规划手术设计，模拟截骨范围，3D打印疾病模型及手术导板，并个体化设计相匹配的金属人工椎体，包括钛合金椎体直径、孔隙率及重建固定方式。按照术前计划完成病灶切除和假体植入脊柱完成重建。术后定期观察患者颈或腰椎活动功能、肿瘤复发情况及脊柱重建稳定性。结果:2例患者均顺利按计划完成手术，分别获得21、13个月随访，术后影像学资料显示3D打印人工椎体与周围椎体匹配良好，重建稳定未见松动及周围骨溶解，肿瘤切除完整未复发，颈、腰椎活动良好。结论:数字化骨科技术在脊柱肿瘤治疗中可给予精准化指导，3D打印金属人工椎体设计需结合局部生理解剖个性化设计，其临床应用为脊柱肿瘤切除和脊柱重建提供了一种新方案。

目的:探讨术前多模态影像融合三维重建技术在脑肿瘤手术中的应用价值。方法:选择珠海市人民医院神经外科自2019年10月至2020年9月收治的46例脑肿瘤患者，采集其术前头颅CT及MRI资料，并利用美国GE公司AW工作站软件将上述多种影像数据进行配准融合、三维重建，以构建出脑肿瘤及其周围解剖结构的三维数字化影像，并以此设计手术入路及手术计划，术后应用术者一致性等级评价其应用价值。结果:融合重建后的三维数字化影像可清晰显示脑肿瘤的大小、位置、形状以及其与周围结构的解剖关系，并与术前原始影像及术中所见基本相符。46例患者中肿瘤全切除43例、部分切除3例，术后均无手术入路相关并发症发生。术前多模态影像融合三维重建技术的应用价值评价结果为价值突出者36例、有价值者8例、无价值者2例。结论:术前多模态影像融合三维重建技术在脑肿瘤手术中可以提供大量的可视化信息，有效指导手术入路的选择以及脑肿瘤的精准切除。