Page 78 - 南京医科大学学报自然科学版

第42卷第12期
·1714 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2022年12月

表2 各椎间盘髓核、椎间盘的体积与髓核占比 最终可在得到的数据模型中进行操作，方便对
Table 2 The ratio of nucleus pulposus and intervertebral 患者病变节段观察（图 8），同时还可以与正常阶段
disc volume to nucleus pulposus 进行比较，判断病因以及严重程度。
髓核体 髓核三角 椎间盘体 髓核占
椎间盘
积（cm） 体数（个） 积（cm） 比（%） 3 讨 论
3
3
L1~2 4.36 1 304 11.08 39.3
脊柱是人体运动系统的重要组成部分，发挥着
L2~3 4.87 1 398 12.30 39.6
支撑体重、维系运动、缓解冲力等重要生理功能。
L3~4 4.85 1 423 13.12 37.0
不同于其他运动系统疾病，脊柱疾病的病理改变往
L4~5 5.72 1 612 13.89 41.2
往包括椎体、椎间盘髓核、纤维环等软、硬组织。特
L5~S1 5.22 1 479 13.55 38.5
表3 各椎体体积、表面积、三角体个数
Table 3 Volume，surface area and number of triangles of each vertebral body
指标 L1 L2 L3 L4 L5 S1⁃5
体积（cm） 47.49 50.92 58.95 62.86 62.60 218.85
3
表面积（cm） 10.96 12.08 13.73 13.96 13.59 045.64
2
三角体（个） 81 484 107 114 116 524 116 442 109 306 340 862

一节椎间盘上椎体的下表面以及下椎体的上表面，
而后使用填充指令。这种方法优势是操作简单，缺
点是有时与患者实际情况相差较大。而本研究所
采用的椎间盘重建方式，首先对 MR 扫描进行了优
化，实现了层厚 0.5 mm 的薄层扫描，获得了精度相
对较高的软组织解剖数据，并在三维医学影像软件
图8 病变部位的数据模型透明视图 中，实现了精确到毫米的椎间盘三维重建。其次通
Figure 8 Transparent view of the lesion site
过使用建模软件中测量所得数据进一步细分椎间
别是腰椎髓核、纤维环组织的变性、纤维环破裂、椎 盘结构，成功获得了高精度椎间盘数据模型。数据
体旋转、侧弯畸形均会导致多种腰部疾患。因此如 模型精确显示出髓核在椎间盘中的分布以及髓核
何精准地观察腰椎椎体、椎间盘的病理变化，对于 与纤维环的相对改变。最终获得的 CT/MR 融合影
腰椎疾病的诊断与治疗方案判断具有重要意义。 像三维解剖模型将非常有希望实现腰椎病理改变
目前，医学影像方法包括有 X 线、B 超、CT 与 的精确诊断 。
［8］
MRI，其中 X 线仅能够提供二维医学图像，B 超三维 此外，常规模型配准过程中会选取正方位的点
空间分辨率较低，均难以提供精细的解剖数据。 作为配准点。但是这样的选取方式较为粗糙，操作
MRI 扫描的优势是无电离辐射损伤、软组织信息丰 过程存在一定误差。因此，本研究对配准点的选取
富，但是传统MR扫描的空间分辨率较低，一般仅为 方式稍作改进，采用了方位配准和生理解剖标志点
［6］
1 mm 。而 CT 扫描虽然可以提供空间分辨率相对 配准相结合的方式。在模型上选取存在一定解剖
高的硬组织扫描数据，但是其对于密度差异相对低 特征的点作为配准标记，这些配准点在不同平面，
的软组织，很难提供准确的解剖信息，导致软组织 且更容易被定位。因此配准时相较于单纯的依照
间的灰度值相似，因此难以实现精准的软组织分 方位配准更加合理。
割、显像与三维重建 。因此，常规影像方法尚无法 虽然单个样本的腰椎建模步骤较为复杂，但是
［7］
重建高精准度三维软/硬组织融合影像，这也导致了 考虑到样本之间的操作流程与仪器的参数相同，且
目前腰椎建模基本只能实现对椎体的建模。 医学建模软件中的 Script 选项支持导入脚本，可将
现阶段国内外常用的腰椎椎体建模与本文方 多数重复操作通过脚本省略。因此当扩展样本库
式相类似，基于不同的医学建模软件会产生一些步 进行多样本的图像、数据分析时，其可重复性及对
骤上的不同。而在椎间盘的建模方法上差异较大， 临床的指导价值仍然存在。
目前还没有统一的步骤流程。比较常见的是提取 通过三维（three dimensions，3D）打印技术，数据