Page 76 - 南京医科大学学报自然科学版

第42卷第12期
·1712 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2022年12月

1.2.2 CT与MRI图像融合
31.4 mm
打开 CT 图像数据。在 image 选项中的 image
25.9 mm
registration 中选取 MRI 数据导入。在 CT、MRI 图像
中选择add point将相同生理位置的点进行标记。可
以选用有特征的点，并在两图中一一对应标记。完
44.3 mm 38.0 mm
成多个点的标记后开始进行图像的配准融合。最
后可以得到融合完成的CT、MRI图像。此举的目的
在于统一 CT、MRI 数据的坐标系，使得后续配准操
作成为可能。 图3 医学建模软件测量图像数据所得L1~2椎间盘参数
Figure 3 L1~2 intervertebral disc parameters obtained
1.2.3 融合图像的分割与建模
from image data measured by medical model⁃
在融合图像中，通过edit masks、multiple slice edit
ing software
等工具将椎间盘与其他组织分隔开。使之符合生理
结构（图2）。然后进行区域增强、光滑等优化操作。 STL 文件导入已经打开的 CT 图像数据的 STL 文
最后同样使用 calculate part 工具运算得到三维模 件。使用align菜单中的point registration 工具，选取
［5］
型。将完成的椎间盘三维图像以“STL”格式导出 。 生理情况下同一层面对应解剖标志点（图4）。
1.2.4 测量数据
在 Midivi 中导入 MRI 中的 T2 加权（T2WI）序列
并测量髓核以及纤维环的各项数据，并将所得数据
制成表1。在软件中通过测量数据定义髓核与纤维 a’ b’ c’
环的分布并将所得数据标注在模型上（图3）。
a b c
1.2.5 腰椎椎体与椎间盘模型配准
参照 CT 与 MRI 的融合图像，将保存椎间盘的

图4 椎体、椎间盘配准示意图与配准后效果
Figure 4 Vertebral body and disc registration schematic
diagram and post⁃registration effect

同时对更多的标志点进行选取，随后进行运
算，将相对应的标志点重合，通过运算得到更为精
准的腰椎活动节段的三维模型。若运算后所得的
三维模型仍然有误差，可以对比之前融合的图像，
通过 move、rotate 指令进行微调，使之更加符合 CT、
图2 L1~2椎间盘制作髓核前后的图像 MRI图像。
Figure 2 Image of one of the discs before and after mak⁃ 完成单个的椎间盘模型配准后重复上述步骤，
ing the nucleus pulposus
可迅速完成全部所需椎间盘的配准工作（图 5、图
表1 所得椎间盘髓核与纤维环的前后径以及左右径数据 6）。最后将得到的文件导入Midivi中进行优化得到
Table 1 Anteroposterior and lateral diameters of the 最终的精准模型 。
［11］
nucleus pulposus and annulus fibrosus of the
required intervertebral discs （mm） 2 结 果
髓核 椎间盘
椎间盘 本研究通过 Midivi 软件联合使用 CT 与 MRI 的
前后径 左右径 前后径 左右径
图像数据进行重建、配准、融合之后，可以得到研究
L1~2 25.9 38.0 31.4 44.3
所需的精度更高的数字化三维模型（图7）。
L2~3 25.7 34.0 35.0 44.1
完成后可在 Midivi 软件中调取髓核、椎间盘体
L3~4 27.7 34.4 35.3 46.4
L4~5 26.5 35.1 34.7 49.4 积、三角体数量，求出髓核的体积占比（表2）。同样
L5~S1 27.9 35.8 33.3 50.1 调取椎体体积、表面积与三角体面积（表3）。