数字化虚拟可视技术在骨科的应用探讨

摘要

目的:①观察"虚拟中国人"(Virtual Chinese Human,VCH)连续横断面解剖,建立包括颈椎、腰椎、骨盆、膝关节、踝关节、臂丛及腰骶丛神经等可视化数字模型,以用于临床骨科的教学、训练与手术;②建立股前外侧皮瓣、足背动脉皮瓣、带血管腓骨瓣数字化模型,为临床教学术前皮瓣设计提供直观的、数字化解剖依据;3.充分利用现代影像技术,建立数字化骨折模型,为手术的设计及虚拟手术提供三维解剖基础;4.将虚拟现实技术应用于骨科临床教学和手术设计以及手术模拟. 方法:①应用虚拟耖国煅女性1号(VCH-F 1)、虚拟耖国煅男性1号(VCH-M 1)、虚拟耖国煅男性3号(VCH-M 3)数据集,在薄层断面图像上观察各部位主要解剖结构,应用Amira 3.1软件对颈椎、腰椎、骨盆、膝关节、臂丛及腰骶丛神经结构进行计算机三维重建并立体显示.②应用VCH-F 1骨盆及足踝、VCH-M 1膝关节及足踝CT扫描图像重建并立体显示其结构.③应用VCH-M 3数据集,在薄层断面图像上观察旋股外侧动脉的主要解剖结构,应用Amira 3.1软件对股前外侧皮瓣结构进行计算机三维重建并立体显示.④明胶一氧化铅混悬液的灌注新鲜成人下肢标本连续CT扫描图像,观测旋股外侧动脉和足背动脉的分布及彼此间的吻合情况,应用Amira3.1、Geomagic Studio 5.0软件对股前外侧皮瓣和足背动脉皮瓣结构进行计算机三维重建并立体显示.⑤应用VCH-M 3数据集,在薄层断面图像上观察胫后动脉及其分支的主要解剖结构,特别是滋养动脉的走行情况.应用Amira 3.1软件对带血管腓骨瓣结构进行计算机三维重建并立体显示.⑥选取典型骨折病例CT扫描图像重建并立体显示骨折情况. 结果:各薄层断面图像上可以清楚地显示骨及主要血管、神经的分支和其它结构,重建的数字化模型可准确反映各自的解剖学结构特点. 结论:重建的图像可以提供骨关节正常三维动态解剖,为临床教学、术前皮瓣设计、骨折程度判定、骨折分类及手术方式的选择提供了更多的解剖学依据,同时可为下一步虚拟手术的设计奠定了良好的基础.