基于MRI的盆底组织结构三维重建

1、基于MRI的盆底组织构造三维重建【摘要】目的：三维重建女性盆底组织闭孔内饥骨盆和肛提肌的复杂几何构造，为从力学角度进一步认识女性盆底组织的力学特性和盆底功能障碍性疾病的发病机理做前期准备.方法：选取一系列层厚为0.8RI图像，运用三维图像重建软件IIS进展图像重建，建立其三维几何构造.结果：获得了闭孔内饥骨盆和肛提肌的独立三维几何构造，从解剖构造上完全复原其相对位置.结论：所获得的三维模型真实地反映了其解剖构型和几何外形，且通过有限元软件验证了本模型力学分析的可行性.【关键词】图像重建RI闭孔内肌肛提肌盆底0引言三维医学图像可视化在最近的10a间得到了极其广泛的应用，如在解剖构造可视化、手术规

2、划与模拟、放射治疗等方面.目前的三维重建主要还是应用T图像，但T图像不能将肌肉等软组织很好地别分开来，尤其对于女性盆底内组织来讲，组织间的灰度值相似，更加不易别离，目前国内对盆底内组织的RI成像的实验性研究还没有相关的报道.本研究旨在通过图像重建的方法，利用RI图像进展盆底组织的三维重建，从几何构型上完全真实再现盆底肌肉组织构造，为对完好的女性盆底组织进展计算机仿真研究、从力学角度认识女性盆底组织1的力学特性和女性盆底功能障碍性疾病2发病机理做一定的前期根底工作.1材料和方法1.1材料本次研究所用的RI资料由北京妇产医院提供.对志愿者盆底组织进展超薄横截面位核磁扫描，层厚0.8，共192层，文

3、件格式为DI，获得用于三维模型重建的相关RI图像.拍摄RI所用设备为GE公司3.0T磁共振扫描仪SignaEXITE3.0T.运用三维重建软件IIS10.11对图像进展处理，生成三维立体几何模型3.1.2方法1.2.1三维重建首先将所有DI格式的RI图像导入IIS，转换为所指定的格式S，在IIS软件中自动形成冠状面、矢状面和垂直面三视图形式(图1A,B,)，可选择其中任意一个视图进展处理.1.2.1.1确定肌肉所在位置及分界点选取肌肉较明显的图像通过edAD中的画曲线能逐层进展勾画边界，确定重建区域4.当界面恢复到正常形式，将会出现由刚刚所画的边界组成的立体轮廓图像图1D.1.2.1.2选取阈

4、值和分割图像上一步完成后进展阈值的选择.为了使结果更真实化，选用自定阈值的方法将所选区域尽可能选上，同时还要尽可能减少其他组织的影响.利用tl里的prfileline功能可以更准确确实定阈值范围.由于RI图像中阈值的相近性，会有一些其它组织被选定，可通过在选好阈值的原图像上进展erase擦的操作，将多余的局部擦去，也就是去除噪声。1.2.1.3生成三维图像利用软件提供的alulate3D功能可直接对所选区域进展三维重建.根据提示，选择最正确效果，便得到相应的三维图像.1.2.2三维图像的处理1.2.2.1切割和边缘处理新建的三维图像比拟粗糙，可以通过软件里的模拟切割功能进展美化，对于较大的局部

5、可以用面切割，对于边缘较细的可以用曲线切割.减少点或边缘的角度,可以使边缘顺滑一些，设定适当的边缘角度、迭代次数和公差，使图像进展第一次平滑的修正.1.2.2.2有限元分析经过上述工作所得到的闭孔内肌重建模型还不能满足力学分析的需要，仅仅是直观上重塑了其几何外形，所形成的图形外表实际上是由许多三角面片构成的，它们并不是每一个都很优化等边三角形最正确，将处理好的三维图像导入有限元分析中，通过软件提供的减少三角形面片的功能，适当设置各个参数，减少三角形面片，最后再通过reesh功能，去除坏三角.将处理完的三维图形导入IIS软件，根据灰度值赋材质，建立闭孔内肌RI灰度与密度的关系，为在有限元分析中进

6、展处理做好准备，至此真正的闭孔内肌的三维实体模型建立了.运用同样的方法，我们还重建出了肛提肌和骨盆的三维模型.1.2.2.3对重建模型的后期处理软件中提供了Exprt模块，可将重建好的三维模型以STL文件格式输出.在同一个工程文件中导入建立好的STL文件，对完成的三个模型进展重定位和配准处理，便得到了完好的盆底内组织的三维模型.2结果在RI图像的根底上，重建出了成年女性盆底三维构造，包括肛提饥闭孔内肌和骨盆(图2).所获得的三维模型真实地反映了其解剖构型和几何外形，且通过有限元软件验证了本模型力学分析的可行性，为从力学角度进一步认识女性盆底组织的力学特性和盆底功能障碍性疾病5的发病机理做好了前

7、期准备.3讨论建立正确、完善的三维模型是有限元力学分析的根底和关键，是全面认识盆底组织生物力学的根底5-6.本研究利用盆底RI三维影像重建技术，取自安康活体样本资料，建立了一种可进一步实验分析和临床应用的盆底内部组织三维模型，为盆底内肌肉组织生物力学研究和临床应用提供了研究手段和根据.【参考文献】1TsengLH,Liang,LHP,etal.TheprevalenefurinaryinntineneandassiatedriskfatrsinTaianeseenithlerurinarytratsyptsJ.hangGungedJ,2022,29(6):596-602.2段继宏,杨勇,吴士良,等.北京地区尿失禁发病率调查J.北京医科大学学报,2000,32(2):74-75.3刘家康,辛静.人体医学图像三维外表重构的实现J.计算机工程与应用,2002,14(245):97-98.4段宝山,潘振宽.医学断层图像三维重建的辅助轮廓线法J.计算机辅助设计与图形学学报J,2022,17(8):186-187.5D