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第42卷第12期 蒋 虓，凌 辰，王宇丰，等. 基于CT/MRI融合医学影像数据的全腰椎三维解剖计算机辅助建模［J］.
2022年12月 南京医科大学学报（自然科学版），2022，42（12）：1710-1715 ·1711 ·

intervertebral disc and vertebral body can be obtained by thin⁃layer MR and CT scanning respectively. These models can be accurately
established by the fusion image based on anatomical marks.
［Key words］ CT；MRI；computerized modeling；fusion image
［J Nanjing Med Univ，2022，42（12）：1710⁃1715］

随着人口老龄化、居民生活方式、习惯和环境
1 材料和方法
改变，腰痛的发病率在不断上升 。虽然腰椎疾病
［1］
涵盖了腰椎滑脱、侧凸、退变等一系列异常，大多起 1.1 材料
始病理改变主要是腰椎间盘的退变。因此，如何在 3.0 T 核磁共振、双源 CT（Siemens 公司，德国）、
早期精准地分析腰椎间盘髓核、纤维环的变性，及 医学图像处理软件（Midivi，锦瑟，中国）。
评估在外力因素作用下是否导致椎间盘纤维环破 扫描时，采俯卧位，在保持扫描体位基本一致
裂、炎症物质释放、髓核组织脱出压迫神经，对于腰 的情况下分别对其脊柱 L1~S5 节段进行扫描：MRI
椎疾病的早期预防、评估、精准治疗都有相当重要 脉冲重复时间 230 ms，回波时间 225 ms，序列 Spce
的指导意义。 及 Stir，翻转时间 220 ms，视野大小 350 mm，矩阵
腰椎解剖的影像学检查方法众多，由于X线、椎 320 × 320，层 厚 0.5 mm；CT 电 压 120 kV，电 流
间盘造影仅为二维成像，且提供的信息有限，目前 200mAS，矩阵 512×512，层厚 0.75 mm 的扫描；扫描

临床主要通过计算机断层扫描（computed tomogra⁃ 范围：由第一腰椎椎体上缘平面至骶尾骨下缘平
phy，CT）、核磁共振（magnetic resonance，MR）成像来 面，共获得738幅CT图像，710幅MRI图像。生成的
［2］
进行腰椎疾病的诊断 。CT 扫描能够提供具有较 横断面文件保存为DICOM格式。
高空间分辨率的解剖数据，但其密度分辨率较低， 1.2 方法
难以对精细的软组织成分进行分析；而 MR 扫描能 1.2.1 CT图像模型
够获得较为丰富的软组织成分信息，但其空间分辨 将 CT 数据图像导入 Midivi 中，使用 profile line
率较低，很难基于 MR 数据实现精细的三维解剖判 工具在信号强度变化较大的椎骨与软组织之间连
断 ［3-4］ 。因此，如何有效获得腰椎精细的三维影像解 线。使用shresholding调节强度截取的阈值，调整至
剖数据，实现对椎体、椎间盘纤维环、髓核病理状态的 合适范围。此例的阈值为 135~1 624。运用 region
有效判断，成为腰椎疾病诊断、治疗的重点与难点。 growing 等工具二次选取所需区域。然后可对区域
本研究拟采用计算机辅助设计（computer aided 降噪和光滑处理，同时将覆盖区域根据志愿者的真
design，CAD）技术，通过计算机断层扫描数据、核磁 实情况进行修补，此措施可以有效减少生成模型中
共振图像（magnetic resonance imaging，MRI）数据的 的孔隙，同时最大限度地还原志愿者当前生理或病
有效重建与拟合，实现能够精细、完整显示包括椎 理情况下的腰椎节段形态。将覆盖区域调整至真
体、椎间盘纤维环、髓核等重要解剖结构信息的全 实情况之后使用calculate part 工具运算得到三维模
腰椎三维解剖计算机辅助建模。 型（图1）。完成后以“STL”格式导出保存。

A B C D
A、B：进行光滑处理后生成的模型与图像对比；C、D：模型在图像上的对应位置。
图1 影像数据选取处理以及生成对应模型在软件中的演示
Figure 1 Image data selection，processing and generation of the corresponding model in the software