基于鼻竇c軸位斷面連續(xù)影像的額篩氣房可視化重建

基于鼻竇c軸位斷面連續(xù)影像的額篩氣房可視化重建

額篩氣室是指與上下頜骨額突相關(guān)的前篩選氣室，包括上下頜骨、鼻咽、甲殼動物和上海氣室、上海氣室、風(fēng)火上海氣室和額冬相鄰氣室的清潔室。研究發(fā)現(xiàn)額篩氣房復(fù)雜多變,額篩氣房的位置、氣化程度的變化可以引起篩漏斗和額隱窩的形態(tài)與引流方向的改變,使得鼻內(nèi)鏡手術(shù)中額竇引流通道難以準(zhǔn)確辨認(rèn)。正確理解額篩氣房的結(jié)構(gòu)特點,準(zhǔn)確判斷額竇引流通道的位置,對于鼻內(nèi)鏡下額竇手術(shù)的順利進(jìn)行,具有十分重要的意義。目前對于額竇引流通道的影像學(xué)解剖特點已經(jīng)有了大量的研究,根據(jù)CT檢查所進(jìn)行的水平面、冠狀面及斜矢狀面的重建,可以準(zhǔn)確判斷額竇引流通道的相對位置和額篩氣房的相互毗鄰關(guān)系,但是這些結(jié)果不具有直觀性,需要經(jīng)驗豐富的臨床醫(yī)生才能進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。同時這些重建的圖像并不直接與鼻內(nèi)鏡下所見結(jié)構(gòu)形式相對應(yīng)。這些均不利于準(zhǔn)確理解鼻內(nèi)鏡下額竇引流通道的解剖特點。三維重建可視化技術(shù)可以有效地將各種解剖結(jié)構(gòu)以立體方式準(zhǔn)確地顯示出來,便于正確理解復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu),已被廣泛應(yīng)用于臨床研究中。本研究通過對無鼻竇炎癥狀的成人志愿者進(jìn)行螺旋CT掃描,利用掃描獲得的鼻竇CT圖像進(jìn)行額篩氣房的三維可視化重建,將額竇引流通道周圍的額篩氣房以可視化的立體形式表現(xiàn),有助于準(zhǔn)確理解鼻內(nèi)鏡下額竇引流通道解剖特點,為鼻內(nèi)鏡下額竇引流通道的準(zhǔn)確定位提供依據(jù)。1數(shù)據(jù)和方法1.1鼻部掃描患者2010-05-2013-12到我院就診進(jìn)行鼻部掃描的無鼻竇炎患者50例,男29例,女21例;年齡18~78歲,平均(39.62±10.41)歲。1.2鼻竇ct成像螺旋CT掃描:采用64排螺旋CT(GELightSpeedVCT/XT,美國通用),以聽眥線為掃描基線進(jìn)行螺旋掃描(120kV,300mA,0.8s/rot),螺距0.984∶1,掃描層厚0.625mm,床速39.37mm/rot。獲得鼻竇CT掃描的DICOM(digitalimagingandcommunicationsinmedicine)標(biāo)準(zhǔn)圖像原始數(shù)據(jù)。虛擬仿真重建:虛擬仿真重建軟件為IntageRealia,version2011軟件(KGTInc,日本)。使用容積再現(xiàn)技術(shù)(volumerendering),采用Achillestendon模式(窗寬,WW-1089;窗位,WL-234)和Nasalpassage模式(窗寬,WW500;窗位,WL-433)分別進(jìn)行額篩氣房結(jié)構(gòu)重建和額篩氣房空間形態(tài)重建,對重建后模型進(jìn)行冠狀面及矢狀面切割,層厚70,自前向后虛擬切割和自左向右虛擬切割,分別從前向后和從后向前,從足底向頭頂觀察額篩氣房結(jié)構(gòu)特點,觀察額竇引流通道與額篩氣房相互關(guān)系。2額竇引流通道與額氣房關(guān)系對50例鼻竇CT掃描成像資料均成功進(jìn)行了虛擬仿真重建,其中3例額竇未發(fā)育,成功顯示了47例患者中94側(cè)的鼻丘、額氣房、額竇間隔氣房、眶上氣房結(jié)構(gòu),額竇引流通道與氣房的相對位置。額篩氣房類型:鼻丘氣房出現(xiàn)比例為83.33%,Ⅰ型額氣房比例為10.00%(圖1),Ⅱ型額氣房比例為6.67%(圖2),Ⅲ型額氣房比例為13.33%(圖3);額間氣房比例為10.00%(圖4)。鉤突附著特點:鉤突附著于眶紙樣板比例為62.50%(圖5);附著于顱底比例為15.63%(圖6);分別附著于鼻中隔與顱底交界處和眶紙板比例為15.63%(圖7);附著于中鼻甲比例為6.25%。額竇引流通道與額氣房位置關(guān)系特點:內(nèi)側(cè)比例為84.38%(圖8);后側(cè)比例為15.63%(圖9)。3鼻竇氣房的虛擬仿真重建近年來,隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)的迅速發(fā)展,醫(yī)學(xué)數(shù)字影像設(shè)備的不斷更新及DICOM標(biāo)準(zhǔn)的推出,基于CT圖像建立人體器官解剖結(jié)構(gòu)的三維可視化研究已經(jīng)引起越來越廣泛的關(guān)注。三維重建可視化研究是利用二維薄層連續(xù)斷面圖像,重建出某個器官或結(jié)構(gòu)的三維可視解剖模型,仿真顯示人體組織器官內(nèi)在結(jié)構(gòu)和空間毗鄰關(guān)系,便于從不同方位顯示其立體局部解剖關(guān)系、解剖結(jié)構(gòu)的空間位置等。醫(yī)生通過可視化技術(shù)能夠精確直觀地觀察和理解人體病灶及其周圍組織器官解剖結(jié)構(gòu),極大地促進(jìn)了診斷、外科手術(shù)計劃、臨床醫(yī)師培訓(xùn)及解剖教學(xué)等的發(fā)展。與CT掃描獲得的二維圖像相比,三維可視化重建的結(jié)構(gòu)具有立體性、可視性強,直觀性高的特點。與多平面CT重建相比,可以提高對額竇隱窩氣房類型特點分型判斷的速度和準(zhǔn)確率,通過三維可視化重建則可以準(zhǔn)確直觀地表現(xiàn)出研究對象的空間結(jié)構(gòu),并且可以從不同角度觀察鼻竇內(nèi)氣房,利于術(shù)者充分理解額竇隱窩氣房的結(jié)構(gòu)及特點。同時CT圖像中的氣房往往被理解成相互孤立的空間,盡管通過CT掃描的多平面重建可以獲得相應(yīng)結(jié)構(gòu)的多個平面的重建圖像,但還需要臨床醫(yī)生在頭腦中虛擬想象才能理解各結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系,而通過虛擬仿真重建可以看到額篩氣房間空間結(jié)構(gòu)的相互連續(xù)性、重疊性。本研究中將獲得的CT二維掃描圖像進(jìn)行虛擬仿真重建后,額篩氣房和引流通道的形態(tài)被成功構(gòu)建,可以準(zhǔn)確地理解引流通道與額篩氣房相互間的位置關(guān)系。三維可視化重建獲得的仿真立體圖像直觀性好,可準(zhǔn)確理解氣房的空間結(jié)構(gòu)特點,可以發(fā)現(xiàn)在2DCT重建圖像中的易混淆結(jié)構(gòu),減少對氣房數(shù)量的誤判。本研究中發(fā)現(xiàn)5例額氣房在CT中顯示為2個氣房,通過虛擬仿真重建發(fā)現(xiàn)其實為1個氣房,分割為2個氣房的間隔實為氣房前壁上的骨嵴。目前虛擬仿真建立的解剖模型多通過采用數(shù)字化人體數(shù)據(jù)進(jìn)行,具有標(biāo)準(zhǔn)化的特點,便于進(jìn)行教學(xué)等研究。但是對于臨床外科醫(yī)師,需要有針對患者的個性化仿真模型,對術(shù)中相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確辨識,使得手術(shù)能順利進(jìn)行。采用CT掃描所得的圖像資料,可以獲得患者鼻竇解剖結(jié)構(gòu)的仿真三維圖像,便于術(shù)前進(jìn)行正確的手術(shù)計劃。本研究采用了統(tǒng)一的DICOM格式鼻竇CT軸位圖像,利用這種格式的軸位圖像進(jìn)行三維重建可以進(jìn)行多種條件下的三維重建,與采用其他圖像格式不同,可以進(jìn)行骨性結(jié)構(gòu)及鼻腔鼻竇內(nèi)黏膜的重建,通過調(diào)整CT掃描窗寬與窗位的大小,可以重建鼻竇鼻腔內(nèi)的黏膜,因而更具有直觀性;同時還可以完成鼻竇氣房空間的重建,并進(jìn)行二次切割,便于操作者根據(jù)不同需要,分析鼻竇及鼻腔不同部位的結(jié)構(gòu)特點。本研究采用了IntageRealia(version2011,KGTInc.Japan)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)重建,與其他虛擬仿真研究相比,該軟件具有多個不同的操作模式(如Achillestendon、Nasalpassage等),適應(yīng)不同的重建需要,并可對重建的結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次切割。Achillestendon模式下可以將骨性結(jié)構(gòu)及表面的黏膜軟組織同時重建,可以完整顯示鼻竇氣房的三維結(jié)構(gòu);Nasalpassage模式下,則僅表現(xiàn)鼻竇氣房及其引流通道的空間形態(tài),利于分析氣房間的相互位置關(guān)系。臨床醫(yī)生可以直接通過多個模式進(jìn)行三維重建不同觀察目的下的解剖結(jié)構(gòu),不需要經(jīng)過專業(yè)、系統(tǒng)的虛擬仿真訓(xùn)練就可以進(jìn)行操作,同時與其他軟件相比,它可以在個人計算機上運行,方便臨床醫(yī)師進(jìn)行