發(fā)布時(shí)間：2017-05-14 17:08

  本文關(guān)鍵詞：基于CT數(shù)據(jù)的胎兒心臟數(shù)字化三維模型構(gòu)建以及在先天性心臟病中應(yīng)用的初步研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究背景胎兒先天性心臟病是最常見(jiàn)的胎兒畸形,也是導(dǎo)致流產(chǎn)、死產(chǎn)、胎兒宮內(nèi)死亡及新生兒死亡的主要原因。約50%先心病可以通過(guò)外科手術(shù)或介入治療獲得矯治,50%復(fù)雜嚴(yán)重畸形尚難得到滿意療效。先天性心臟病不但嚴(yán)重影響兒童的生命和生活質(zhì)量,給家庭帶來(lái)沉重的精神和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),也是導(dǎo)致我國(guó)出生缺陷居高不下的重要原因。因此,孕期及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)診斷、及時(shí)干預(yù)顯得尤為重要。目前胎兒先天性心臟病的產(chǎn)前篩查主要依賴超聲檢查。超聲具有無(wú)創(chuàng)、安全、經(jīng)濟(jì)、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn),但由于受孕婦肥胖、胎兒體位、孕周、胎動(dòng)、羊水量,特別是操作者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)及操作手法等影響,產(chǎn)前超聲檢查對(duì)胎兒先心病的檢出率仍有待提高。目前,也有磁共振用于診斷胎兒先心病的報(bào)道,但磁共振檢查時(shí)間較長(zhǎng),噪聲大,孕婦難以忍受,胎兒的宮內(nèi)活動(dòng)也會(huì)影響成像效果,加上費(fèi)用昂貴,難以在臨床上推廣應(yīng)用。胎兒心臟超聲檢查的檢出率主要依賴操作者對(duì)正常胎兒心臟結(jié)構(gòu)和循環(huán)的熟識(shí)以及對(duì)各種類(lèi)型先心病的結(jié)構(gòu)異常和血流方向變化的認(rèn)識(shí),但目前對(duì)胎兒心臟解剖的知識(shí)都來(lái)自于成人解剖圖譜,胎兒心臟結(jié)構(gòu)及循環(huán)有別于成人,而只有少數(shù)超聲工作者能有機(jī)會(huì)參與胎兒尸體解剖學(xué)習(xí),無(wú)法對(duì)胎兒心臟結(jié)構(gòu)有全面的理解。因此,建立一種能在三維空間任意旋轉(zhuǎn)和任意切面切割的數(shù)字化胎兒心臟三維模型具有重要意義。該模型能為胎兒心臟解剖教學(xué)提供生動(dòng)形象、立體感強(qiáng)的胎兒心臟模型,同時(shí)結(jié)合引產(chǎn)前的B超檢查圖像,有助于超聲工作者更好地學(xué)習(xí)各類(lèi)胎兒先心病的解剖異常,提高產(chǎn)前超聲對(duì)胎兒心臟畸形的檢出率。同時(shí)為建立各類(lèi)先天性心臟病的三維解剖圖譜打下基礎(chǔ),輔助胎兒先天性心臟病的解剖教學(xué),希望有助于醫(yī)學(xué)生及超聲醫(yī)生更好地理解各類(lèi)先天性心臟病的解剖異常,提高學(xué)習(xí)興趣及教學(xué)質(zhì)量。目前,引產(chǎn)后胎兒心臟三維重建主要通過(guò)CT設(shè)備自帶的軟件對(duì)胎兒心臟進(jìn)行三維可視化,但該方法無(wú)法擺脫對(duì)CT設(shè)備的依賴,推廣受到很大限制。也有學(xué)者利用數(shù)字人的方法對(duì)離體胎兒心臟進(jìn)行三維重建,但需要銑切設(shè)備,獲取的圖像需經(jīng)軟件處理才能導(dǎo)入重建軟件進(jìn)行重建,方法復(fù)雜,不利于進(jìn)行大量研究。因此,尋找一種簡(jiǎn)單、快速,而且易于推廣的研究胎兒心臟三維重建的方法具有重要意義。本研究將分成三部分進(jìn)行,分別是：第一部分：基于CT數(shù)據(jù)的胎兒心臟數(shù)字化三維模型構(gòu)建方法研究；第二部分：中孕期胎兒心臟流出道血管內(nèi)徑測(cè)值分析；第三部分：建立胎兒先天性心臟病三維圖譜的初步研究。第一部分基于CT數(shù)據(jù)的胎兒心臟數(shù)字化三維模型構(gòu)建方法研究[目的]1、探討胎兒心臟數(shù)字化三維模型構(gòu)建需要的胎兒心臟灌注方法及技術(shù)要點(diǎn)；2、探討可用于胎兒心臟三維重建的CT掃描參數(shù)；3、探討在Mimics軟件中構(gòu)建胎兒心臟三維模型的方法。[方法]1、標(biāo)本收集收集2014年1月至2015年1月期間在南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院婦產(chǎn)科因非心臟畸形引產(chǎn)或難免流產(chǎn)的胎兒20例,產(chǎn)前B超排除先天性心臟畸形,胎齡分布于19-34周,經(jīng)孕婦及家屬同意將引產(chǎn)胎兒尸體捐獻(xiàn)參加本研究。2、胎兒心臟灌注(1)臍靜脈插管采用臍靜脈灌注的方法。將引產(chǎn)胎兒放置在方盤(pán)中,用流水沖洗干凈,剪斷臍帶至距胎兒腹部臍帶插入部約10-15cm,找到臍靜脈,將臍靜脈與兩邊的兩條臍動(dòng)脈分離,插入玻璃插管,用絲線結(jié)扎固定。(2)灌注材料準(zhǔn)備灌注劑配方：每100ml灌注劑中包含自凝牙托粉30g、自凝牙托水70ml、鄰苯二甲酸二丁酯30ml、紅色氧化鉛5g、少量紅色油畫(huà)顏料。根據(jù)胎兒不同孕周,準(zhǔn)備灌注劑100-150ml,計(jì)算好各個(gè)試劑的用量。準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)試劑后將紅色油畫(huà)顏料放入自凝牙托水和鄰苯二甲酸二丁酯中均勻攪拌,然后再加入自凝牙托粉和紅色氧化鉛攪拌均勻。(3)臍靜脈灌注①灌注方法：用20ml醫(yī)用塑料注射器抽取灌注劑20ml(抽取前應(yīng)再次攪拌均勻),連接臍靜脈插管,緩慢勻速推動(dòng)注射器,速度不宜過(guò)快以避免血管破裂。②停止灌注時(shí)間：至注射阻力增大至注射困難時(shí)停止灌注,取出玻璃插管,結(jié)扎臍靜脈。③CT掃描時(shí)間：待灌注劑充分硬化后即可行CT掃描。3、CT掃描采用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的雙源CT (SOMATOM Definition)進(jìn)行胎兒心臟掃描。掃描時(shí)將胎兒標(biāo)本仰臥位放置,定位掃描范圍在胎兒胸部,設(shè)置CT掃描參數(shù)為管電壓120kV,管電流250mA,掃描層厚0.6mm,掃描間距0.6mm。掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式存入光碟保存。4、數(shù)字化三維模型的構(gòu)建將CT掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics軟件,利用蒙罩編輯的繪畫(huà)、擦除工具以及布爾運(yùn)算得到各個(gè)心房、心室以及心臟流出道血管及其分支的蒙罩圖像,最后經(jīng)3D計(jì)算重建獲得胎兒心臟數(shù)字化三維模型。[結(jié)果]1、采用臍靜脈灌注的方法,可以獲得較好的心臟灌注效果,不同孕周的胎兒,灌注的劑量不相同。2、基于CT掃描的二維數(shù)據(jù)集,利用Mimics重建軟件成功地構(gòu)建出胎兒心臟的數(shù)字化三維模型。構(gòu)建出來(lái)的模型清晰逼真、立體感強(qiáng),并且用不同顏色標(biāo)記胎兒心臟的左心室、右心室、左心房、右心房、主動(dòng)脈及其分支、肺動(dòng)脈及其分支、上腔靜脈,有利于更好地區(qū)分各個(gè)結(jié)構(gòu)以及相互毗鄰關(guān)系。該模型真實(shí)、清晰地再現(xiàn)了胎兒心臟及大血管的解剖形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及毗鄰關(guān)系,可顯示單一結(jié)構(gòu)或同時(shí)顯示多個(gè)結(jié)構(gòu),能在三維空間任意縮放、平移、任意旋軸任意角度旋轉(zhuǎn),以利于更精細(xì)、更立體地觀察。此外,還可利用Mimics軟件的測(cè)量工具測(cè)量各個(gè)血管的管徑。[結(jié)論]1、采用臍靜脈灌注可獲得較好的胎兒心臟灌注效果,但灌注時(shí)應(yīng)注意灌注的速度以及灌注劑量。2、胎兒心臟灌注的質(zhì)量、造影劑在灌注劑中的分布情況以及CT掃描的層間距和層厚都可影響胎兒心臟數(shù)字化三維模型的重建效果。3、利用CT掃描數(shù)據(jù),使用Mimics重建軟件可獲得較理想的胎兒心臟數(shù)字化三維模型,為進(jìn)一步研究胎兒先天性心臟病提供了全新方法。第二部分 中孕期胎兒心臟流出道血管內(nèi)徑測(cè)值分析[目的]探討中孕期胎兒心臟流出道血管的發(fā)育情況以及血管內(nèi)徑測(cè)量值分布,為診斷胎兒心臟流出道血管發(fā)育異常奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。[方法]1、研究對(duì)象研究對(duì)象為2014年11月至2015年3月在南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院進(jìn)行中晚孕四維畸形篩查的孕婦,滿足以下條件： (1)年齡18-40歲,身體健康,無(wú)高血壓、糖尿病以及結(jié)締組織病,無(wú)心臟病家族史,無(wú)先天性心臟病患兒生育史,孕早期無(wú)藥物服用以及射線接觸史。(2)孕周21-26周。(3)經(jīng)超聲檢查無(wú)胎兒結(jié)構(gòu)異常,各項(xiàng)胎兒發(fā)育指標(biāo)正常,胎齡符合孕周。2、數(shù)據(jù)收集采用彩色多普勒超聲診斷儀檢查胎兒心臟,建立胎兒心臟檢查的標(biāo)準(zhǔn)切面,獲取胎兒四腔心切面、左、右心室流出道以及三血管切面的圖像。測(cè)量主動(dòng)脈根部、升主動(dòng)脈、降主動(dòng)脈、主肺動(dòng)脈以及左、右肺動(dòng)脈的血管管徑。3、統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。按胎齡分為五組,分別是：21-21+6周、22-22+6周、23-23+6周、24-24+6周、25-25-周。分別統(tǒng)計(jì)各組的血管內(nèi)徑平均值。[結(jié)果]共獲得293例孕婦中孕期胎兒左、右心室流出道血管內(nèi)徑的測(cè)量值,分別計(jì)算各個(gè)血管在不同孕周的平均值。[結(jié)論]1、心臟流出道血管的血管內(nèi)徑與孕周呈正相關(guān),為建立每個(gè)孕周的心臟流出道血管內(nèi)徑平均值奠定基礎(chǔ)。2、每個(gè)孕周的主肺動(dòng)脈內(nèi)徑均大于主動(dòng)脈,統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算主肺動(dòng)脈和主動(dòng)脈根部的內(nèi)徑比值,其均數(shù)為1.16,標(biāo)準(zhǔn)差為0.13。第三部分建立胎兒先天性心臟病三維圖譜的初步研究[目的]探討構(gòu)建胎兒先天性心臟病數(shù)字化三維模型的方法和意義。[方法]1、標(biāo)本收集收集2014年1月至2015年1月在南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院婦產(chǎn)科因胎兒心臟畸形伴或不伴其他畸形引產(chǎn)的胎兒11例,心臟畸形分別為室間隔缺損合并主動(dòng)脈縮窄、主動(dòng)脈離斷可疑1例、法洛四聯(lián)癥2例、單心室1例、永存動(dòng)脈干1例、左心發(fā)育不良伴主動(dòng)脈縮窄1例、右室雙出口1例、大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位1例、左心發(fā)育不良伴室間隔缺損1例、室間隔缺損1例、永存左上腔靜脈1例。經(jīng)孕婦及家屬同意將引產(chǎn)胎兒尸體捐獻(xiàn)參加本研究。2、收集超聲檢查資料胎兒引產(chǎn)前復(fù)查超聲,收集胎兒心臟超聲檢查標(biāo)準(zhǔn)切面圖像,包括心尖四腔心切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、三血管切面、主動(dòng)脈弓長(zhǎng)軸切面及心臟短軸切面,存儲(chǔ)圖像。3、胎兒心臟灌注(1)臍靜脈插管采用臍靜脈灌注的方法。將引產(chǎn)胎兒放置在方盤(pán)中,用流水沖洗干凈,剪斷臍帶至距胎兒腹部臍帶插入部約10-15cm,找到臍靜脈,將臍靜脈與兩邊的兩條臍動(dòng)脈分離,插入玻璃插管,用絲線結(jié)扎固定。(2)灌注材料準(zhǔn)備灌注劑配方：每100ml灌注劑中包含自凝牙托粉30g、自凝牙托水70ml、鄰苯二甲酸二丁酯30ml、紅色氧化鉛5g、少量紅色油畫(huà)顏料。根據(jù)胎兒不同孕周,準(zhǔn)備灌注劑100-150ml,計(jì)算好各個(gè)試劑的用量。準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)試劑后將紅色油畫(huà)顏料放入自凝牙托水和鄰苯二甲酸二丁酯中均勻攪拌,然后再加入自凝牙托粉和紅色氧化鉛攪拌均勻。(3)臍靜脈灌注①灌注方法：用20ml醫(yī)用塑料注射器抽取灌注劑20ml(抽取前應(yīng)再次攪拌均勻),連接臍靜脈插管,緩慢勻速地推動(dòng)注射器,速度不宜過(guò)快以避免血管破裂。②停止灌注時(shí)間：至注射阻力增大至注射困難時(shí)停止灌注,取出玻璃插管,結(jié)扎臍靜脈。③CT掃描時(shí)間：待灌注劑充分硬化后即可行CT掃描。4、CT掃描采用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的雙源CT (SOMATOM Definition)進(jìn)行胎兒心臟掃描。掃描時(shí)將胎兒標(biāo)本仰臥位放置,定位掃描范圍在胎兒胸部,設(shè)置CT掃描參數(shù)為管電壓120kV,管電流250mA,掃描層厚0.6mm,掃描間距0.6mm。掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式存入光碟保存。5、數(shù)字化三維模型的構(gòu)建將CT掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics軟件,利用蒙罩編輯的繪畫(huà)、擦除工具以及布爾運(yùn)算得到各個(gè)心房、心室以及流出道血管及其分支的蒙罩圖像,最后經(jīng)3D計(jì)算重建獲得胎兒心臟數(shù)字化三維模型。[結(jié)果]1、成功地獲取了11例心臟發(fā)育異常胎兒引產(chǎn)前超聲圖像,包括可疑主動(dòng)脈弓離斷、法洛四聯(lián)癥、單心室、永存動(dòng)脈干、左心發(fā)育不良伴主動(dòng)脈縮窄、右室雙出口、大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位、左心發(fā)育不良伴室間隔缺損、室間隔缺損、永存左上腔靜脈。2、成功地構(gòu)建了主動(dòng)脈離斷、法洛四聯(lián)癥、永存動(dòng)脈干、單心室、右室雙出口的三維重建模型,該模型效果逼真,三維立體感強(qiáng),用不同顏色標(biāo)記心臟的不同結(jié)構(gòu),真實(shí)、清晰的再現(xiàn)了胎兒心臟及大血管的解剖形態(tài)及毗鄰關(guān)系,可顯示單一結(jié)構(gòu)或同時(shí)顯示多個(gè)結(jié)構(gòu),能在三維空間任意縮放、平移、任意旋軸任意角度旋轉(zhuǎn),以利于更精細(xì)、更立體的觀察。[結(jié)論]1、CT掃描結(jié)合Mimics重建軟件對(duì)胎兒心臟進(jìn)行三維重建是一種簡(jiǎn)單、快速、有效的構(gòu)建先天性心臟病胎兒心臟三維模型的研究方法。2、先天性心臟病胎兒心臟數(shù)字化三維模型的構(gòu)建為科研、臨床以及教學(xué)提供了一種有用的工具。3、構(gòu)建先天性心臟病胎兒心臟數(shù)字化三維模型可為解剖教學(xué)提供生動(dòng)立體的工具,將引產(chǎn)前的超聲檢查圖像與引產(chǎn)后的三維重建模型相結(jié)合,有利于超聲工作者更好地掌握各類(lèi)先天性心臟病的結(jié)構(gòu)畸形,更好地理解各類(lèi)先天性心臟病在各個(gè)超聲切面的異常表現(xiàn),進(jìn)而提高臨床胎兒先天性心臟病的檢出率。
【關(guān)鍵詞】：CT 胎兒心臟 先天性心臟病 數(shù)字化 三維重建
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R714.5
【目錄】：

• 摘要3-11
• ABSTRACT11-21
• 前言21-23
• 第一部分 基于CT數(shù)據(jù)的胎兒心臟數(shù)字化三維模型構(gòu)建方法研究23-34
• 一、材料24-25
• 二、方法25-28
• 三、結(jié)果28-31
• 四、討論31-34
• 第二部分 中孕期胎兒心臟流出道血管內(nèi)徑測(cè)值分析34-39
• 一、資料和方法35-36
• 二、結(jié)果36-37
• 三、討論37-39
• 第三部分 建立胎兒先天性心臟病三維圖譜的初步研究39-63
• 一、材料40-41
• 二、方法41-43
• 三、結(jié)果43-60
• 四、討論60-63
• 全文小結(jié)63-65
• 參考文獻(xiàn)65-72
• 成果72-73
• 致謝73-75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 劉萍;陳蘭;;數(shù)字醫(yī)學(xué)的發(fā)展史[J];婦產(chǎn)與遺傳(電子版);2012年03期

2 彭程;陳春林;劉萍;郭傳家;陳若蘭;黃璐;陳蘭;黃志霞;王俊;;在體成年女性子宮動(dòng)脈數(shù)字化MR血管成像三維模型的構(gòu)建及意義[J];婦產(chǎn)與遺傳(電子版);2013年03期

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4 陳淑瀅;戴景興;鐘梅;王志堅(jiān);劉暢;駱承恩;許廣威;何艷紅;陳瑞瑩;曲戎梅;;胎盤(pán)血管三維模型構(gòu)建用血管灌注技術(shù)[J];中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志;2012年05期

  本文關(guān)鍵詞：基于CT數(shù)據(jù)的胎兒心臟數(shù)字化三維模型構(gòu)建以及在先天性心臟病中應(yīng)用的初步研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：365739