te3D计算形成颅内神经纤维束的三维模型。
[0041]为了获得同时包含脑肿瘤、血管、神经纤维束的三维模型，还包括采用mimics软件对带有可识别的神经纤维束的MRI图像进行脑肿瘤和血管的三维重建，其重建方法为现有技术，在此不再详细赘述。最后，获得包含脑肿瘤、血管和神经纤维束的三维模型。
[0042]为了获得包含神经纤维束、颅骨、脑肿瘤及血管的头部三维模型及其三维实体模型，进一步地包括以下步骤:
用颅脑CT扫描所述头部二维原始图像数据；
将获得的头部二维CT影像信息导入mimics中进行颅骨的三维重建，获得颅骨三维模型；
将获得的包含脑肿瘤、血管和神经纤维束的三维模型与颅骨三维模型进行配准融合，建立包括颅骨和目标对象的三维模型;结果如附图2所示。
[0043]将附图2获得的三维模型导入3D打印机中，进行打印，得到所需的含神经纤维束的头部结构的三维实体模型。
[0044]3D打印方法可为现有技术中的方法。最后获得的三维实体模型如图3所示。通过所述三维模型和三维实体模型可清楚地观察到神经纤维束的位置和走向，以及脑肿瘤与神经纤维束及血管的位置关系，为脑肿瘤的手术规划设计、手术入路设计、手术风险评估、手术演练和模拟等提供很好的帮助。
[0045]以上所述的本发明的实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于包括如下步骤: S1:利用磁共振对头部或头部局部区域进行扫描，获得目标组织区域的MRI影像数据； S2:对获得的MRI影像数据进行DTI处理，获得MRI影像的FA信号，并标示神经纤维束走向，将标示好神经纤维束走向的图像投射回MRI影像上，从而获得带有可识别的神经纤维束的MRI图像； S3:将所述带有可识别的神经纤维束的MRI图像导入mimics软件中，并推算所述带有可识别的神经纤维束的MRI图像的X、Y、Z轴信息，然后将推算结果输入mimics软件中进行三维重建，获得颅内神经纤维束的三维模型。2.根据权利要求1所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于:在S2中所述DTI处理包括弥散张量计算以及FA、ADC扩散指标的计算，对于FA>0.2进行全脑体素纤维跟踪及可视化。3.根据权利要求1所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于:所述步骤S2中，所述带有可识别的神经纤维束的MRI图像的保存格式为JPG格式。4.根据权利要求3所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于:所述步骤S3中，推算所述带有可识别的神经纤维束的MRI图像的X、Y、Z轴信息，其推算过程包括: 根据公式 (1)P=S/M (2)T=P*D 其中P表示影像的像素，S表示影像的视野，M表示影像矩阵，T表示体素，D表示层厚，其中矩阵M中包含rows、Co Iumns信息； 步骤SI中，头部病灶组织的MRI影像数据中，包含矩阵M的rows、columns和像素P的信息;步骤S2中，将标示好的神经纤维束图像投射回MRI影像获得的带有可识别的神经纤维束的MRI图像中，包含新的矩阵M的rows、columns信息，与步骤SI中的MRI图像相比，其矩阵M发生改变，像素P也随着发生改变，视野S不变，则根据公式(I)计算改变后的像素P值，其中X、Y用计算改变后的像素P的值来表示，Z用层厚D的值来表示。5.根据权利要求4所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于，所述步骤S3中，将推算结果输入mimics软件中进行三维重建的过程如下: (1)将推算的X、Y、Z轴的值输入到mimics软件中，将图片数据进行转换，并标示图片的上、下、左、右位置信息； (2)采用mimics软件提取神经纤维信息，通过像素灰度值范围来定义提取对象； (3)三维模型形成:mimics软件根据提取对象，计算形成神经纤维束的三维模型。6.根据权利要求5所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于，采用mimics软件对带有可识别的神经纤维束的MRI图像进行脑肿瘤的三维重建，最后获得包含脑肿瘤和神经纤维束的三维模型。7.根据权利要求5所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于，采用mimics软件对带有可识别的神经纤维束的MRI图像进行血管的三维重建，最后获得包含血管和神经纤维束的三维模型。8.根据权利要求5所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于，采用mimics软件对带有可识别的神经纤维束的MRI图像进行脑组织的三维重建，最后获得包含脑组织和神经纤维束的三维模型。9.根据权利要求5所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于，采用mimics软件对带有可识别的神经纤维束的MRI图像进行脑肿瘤、血管的三维重建，最后获得包含脑肿瘤、血管和神经纤维束的三维模型。10.根据权利要求1至9中任意一项所述的基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法，其特征在于，还包括3D打印步骤，获得包含颅内神经纤维束的三维实体模型。11.一种基于3D打印技术的包括神经纤维束的头部三维实体模型的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:利用磁共振对头部或头部局部区域进行扫描，获得目标组织区域的MRI影像数据； S2:对获得的MRI影像数据进行DTI处理，获得MRI影像的FA信号并标示神经纤维束走向，将标示好神经纤维束走向的图像投射回MRI影像上，从而获得带有可识别的神经纤维束的MRI图像； S3:将所述带有可识别的神经纤维束的MRI图像导入mimics软件中，并推算所述带有可识别的神经纤维束的MRI图像的X、Y、Z轴信息； S4:将推算的X、Y、Z轴的值输入到mimics软件中，将图片数据进行转换，并标示图片的上、下、左、右位置信息； 55:通过像素灰度值范围来定义提取对象，并对各不同对象进行标记； 56:根据需求将非目标的对象去除，留下包括神经纤维束的需求目标对象； 57:对包括神经纤维束的需求目标对象进行三维模型转换，计算形成目标对象的三维丰旲型; S8:用颅脑CT扫描所述头部二维原始图像数据； S9:将S8获得的数据导入mimics中，并选取颅骨信息进行颅骨的三维模型重建，获得颅骨三维模型； S10:将S7获得的三维模型与S9获得的颅骨三维模型进行配准融合，建立包括颅骨和目标对象的三维模型； Sll:将SlO获得的三维模型导入3D打印机中，进行打印，打印得到所需的含神经纤维束的头部三维实体模型。12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，S5.中，所述对象为所有的头部医学解剖结构和颅内肿瘤。13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，S5.中，头部医学解剖结构为血管、脑组织、皮质脊髓束、胼胝体、内囊、扣带回、冠辐射、视神经、及其他颅内组织。14.一种由权利要求11至13任一项所述方法制备的三维实体模型在手术模拟、手术评估、手术规划、手术入路设计、临床教学中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种基于DTI的颅内神经纤维束的三维重建方法及一种基于3D打印技术的包括神经纤维束的头颅三维模型制备方法。包括以下步骤：对目标组织区域以及周围神经纤维束进行磁共振扫描，获得包含神经纤维束的目标组织区域的MRI影像数据；对获得的MRI影像进行DTI处理及相关处理，从而获得带有可识别的神经纤维束的MRI图像；对带有可识别的神经纤维束的MRI图像的X、Y、Z轴信息进行推算，再通过mimics软件进行三维重建，获得包含颅内神经纤维束的三维模型。通过所述三维模型和3D打印的三维实体模型可以清楚地显示解剖结构、脑组织功能区域、各组织之间的位置关系，为手术提供实体模型，用于手术入路设计和手术模拟。
【IPC分类】G06T17/00
【公开号】CN105631930
【申请号】CN201510962058
【发明人】兰青, 刘曼, 范小敏, 袁玉宇
【申请人】广州聚普科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月17日