本文選題：肩袖間隙 + 中國數(shù)字化人體��； 參考：《第三軍醫(yī)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：一、研究背景肩袖間隙(Rotator Interval,RI)是位于肩關(guān)節(jié)前上方岡上肌(Suprapinatus,SSP)和肩胛下肌(Subscapularis,SSC)之間的三角形軟組織薄弱區(qū),該區(qū)域?qū)τ垭抨P(guān)節(jié)和肱二頭肌長頭腱(Long Head of the Biceps Tendon,LHBT)的穩(wěn)定性都起到重要的作用。RI病損是一類以肩痛、功能受影響為特點的肩關(guān)節(jié)疾病的共同病理解剖基礎(chǔ)。在臨床和基礎(chǔ)研究中,RI越來越受到關(guān)注。RI存在兩個重要的功能解剖結(jié)構(gòu):LHBT穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和喙肱韌帶(Coracohumeral Ligament,CHL)復(fù)合體,前者主要是發(fā)揮穩(wěn)定LHBT,維持其在正常解剖位置的作用;后者發(fā)揮協(xié)調(diào)盂肱關(guān)節(jié)活動和維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的功能。但是這兩個功能結(jié)構(gòu)的精細解剖仍然不明確。另外,作為RI關(guān)節(jié)囊突出部分的肩胛下肌上隱窩(Superior Subscapularis Recess,SSR)和肩胛下滑囊(Subscapular Bursa,SSB)的關(guān)系還存在爭議。分析RI功能和損傷機制、正確診斷RI病變和擬定合理治療都是以明確的解剖認識為基礎(chǔ)的,所以進一步研究明確RI精細解剖具有重要的臨床意義。對于原發(fā)性凍結(jié)肩,RI是最主要被累及的部位。單純依靠病史和體格檢查難以鑒別原發(fā)性凍結(jié)肩和其他原因所致的相同癥狀的疾病,所以核磁共振(Magnetic Resonance,MR)成像對于診斷原發(fā)性凍結(jié)肩的作用越來越重要。但是RI及其相關(guān)的斷層和三維解剖形態(tài)少有報道,臨床醫(yī)生多是根據(jù)經(jīng)驗來識別RI區(qū)域的細微病變。與此同時,現(xiàn)有的凍結(jié)肩的MR定量診斷指標也存在諸多差異。此外,MR圖像上的SSR征對于凍結(jié)肩的診斷意義也存在爭議。這些問題可能會導(dǎo)致誤診或漏診,最終會影響制定合理的治療方案。所以,詳細分析RI的斷層解剖形態(tài)和客觀評估凍結(jié)肩的MR定量診斷指標和SSR征象,對于提高診斷的正確率有重要意義。三維可視化是利用三維可視化軟件對數(shù)字圖像中的目標結(jié)構(gòu)進行圖像分割和三維重建,可以呈現(xiàn)目標結(jié)構(gòu)的三維圖像和斷層圖像,進行多層次多角度的分析�？梢奟I的三維可視化對于解決前述問題具有重要的作用。相比于計算機斷層掃描(Computed Tomography,CT)和MR圖像,中國可視化人體(Chinese Visible Human,CVH)數(shù)據(jù)集中的原始斷層圖像具有層厚薄、真彩色、無形變等優(yōu)勢,方便進行圖像分割,最后實現(xiàn)目標結(jié)構(gòu)的三維可視化的可能性比較大。二、研究目的基于CVH數(shù)據(jù)集實現(xiàn)RI及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的三維可視化重建,結(jié)合此三維模型,在三個標準的平面分析RI的斷層解剖形態(tài);明確CHL復(fù)合體和LHBT穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的精細化解剖,并基于此分析其功能;明確RI關(guān)節(jié)囊突出部SSR和SSB之間的關(guān)系。評估原發(fā)性凍結(jié)肩的常用MR定量診斷指標,以明確最佳的指標測量方法;分析SSB的MR影像學(xué)形態(tài)特點,總結(jié)在MR圖像上確認SSB的方法。三、研究方法1.RI及其相關(guān)結(jié)構(gòu)三維可視化重建技術(shù)的建立(1)在數(shù)字圖像處理平臺上,以踝后足的斷層圖像序列為研究對象,分析各種組織在CVH斷層圖像上的特點,建立圖像分割技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,利用三維可視化軟件Amira,嘗試實現(xiàn)RI及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的三維可視化重建;(2)基于CVH數(shù)據(jù)集的軸位斷層圖像序列,利用Amira、photoshop、ACDsee軟件實現(xiàn)原始圖像序列的重采樣,獲取標準的斜矢狀位和斜冠狀位圖像序列。在這三個圖像序列中觀察和記錄RI的斷層解剖形態(tài)�；谛笔笭钗籆VH斷層圖像序列重建RI三維模型,將此模型與基于軸位斷層圖像序列獲得的RI三維模型進行配準,驗證前者的準確性。2.RI重要功能結(jié)構(gòu)的精細化解剖和功能定位(1)納入3例尸體肩關(guān)節(jié)標本,在固定、冰凍、包埋后用大組織切片機切片。每例尸體肩關(guān)節(jié)標本采取兩套組織切片,分別行Masson染色和HE染色。在切片的過程中,用固定好的數(shù)碼相機留取組織切片對應(yīng)的組織塊斷層圖像。染色風(fēng)干后將組織切片進行掃描,獲取其組織切片斷面圖像序列。以此斷面圖像為基準,對組織切片圖像進行配準。然后觀察RI及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的大體組織學(xué)特點,最后進行三維可視化重建,獲得CHL復(fù)合體的三維模型;(2)在組織切片圖像上觀察并記錄LHBT穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的組織學(xué)形態(tài)。參考此特點,在CVH斜矢狀位圖像序列上進行精細的圖像分割和三維可視化重建。并計算8側(cè)CVH肩的滑輪結(jié)構(gòu)在內(nèi)外方向上的平均長度;(3)基于CVH數(shù)據(jù)集實現(xiàn)SSB的三維可視化重建,闡明SSB與RI關(guān)節(jié)囊的關(guān)系,記錄SSB在三個標準方位圖像上的斷層解剖形態(tài)特點,并在三維圖像上直接測量SSB的尺寸。在8例尸體肩關(guān)節(jié)標本中解剖顯露SSB,通過向1例肩標本的關(guān)節(jié)腔中注入伊紅染色液以及向7例肩標本的SSB中注入伊紅染色液,驗證SSB是否獨立的滑囊結(jié)構(gòu)。3.RI精細化解剖在凍結(jié)肩MRI診斷的指導(dǎo)價值(1)利用三維可視化技術(shù)測量和分析8側(cè)CVH肩的RI結(jié)構(gòu)的解剖參數(shù):CHL厚度、肩袖間隙關(guān)節(jié)囊(Rotator Interval Capsule,RIC)厚度、RI的尺寸和面積,評估各種原發(fā)性凍結(jié)肩的定量診斷指標;(2)在進行滑囊造影前后,對7例尸體肩關(guān)節(jié)標本中分別進行MR掃描成像,對比SSB的MR圖像與相應(yīng)的CVH斷層圖像的位置和形態(tài),分析SSB的MR影像學(xué)特點。4.統(tǒng)計學(xué)方法實驗中測量所獲得的數(shù)據(jù)用均值±SD來表示。采用SPSS 15.0統(tǒng)計軟件進行t檢驗或者one-way ANOVA分析,P0.05提示結(jié)果之間差異存在統(tǒng)計學(xué)意義。三、研究結(jié)果1.基于踝后足的CVH斷層圖像成功建立了圖像分割技術(shù):骨、軟骨、肌腱、肌肉的邊界清楚易辨;而韌帶、關(guān)節(jié)囊等組織需要根據(jù)其毗鄰結(jié)構(gòu)和連續(xù)觀察圖像序列來確認。應(yīng)先分割目標區(qū)域鄰近的邊界清楚的結(jié)構(gòu),為進一步分割目標區(qū)域提供更充足的位置信息;CVH圖像上存在不同層面的結(jié)構(gòu),在分割時應(yīng)予以注意;而對于形態(tài)規(guī)則的結(jié)構(gòu)可以采用插值的方法進行批量分割。2.在CVH軸位圖像上,RI的相關(guān)結(jié)構(gòu)多可以清楚顯示。但是SSP、CHL、RIC、盂肱上韌帶(Superior Glenohumeral Ligament,SGHL)等結(jié)構(gòu)在軸位圖像上難以識別,圖像分割存在的困難。在三維重建圖像上SSP前緣及RI內(nèi)容物同樣顯示不良。3.通過自行設(shè)計的重采樣技術(shù),簡單快捷的獲取了標準的斜矢狀位和斜冠狀位圖像序列。在三個標準方位的斷層圖像中,斜矢狀位斷層圖像能夠最佳的顯示RI及其相關(guān)結(jié)構(gòu)。配準結(jié)果證實基于斜矢狀位斷層圖像序列可以更加精細準確的實現(xiàn)RI三維可視化重建。但是,在重采用的CVH斷層圖像上仍然無法確認CHL向RI區(qū)域外延伸的范圍;位于RI外側(cè)部分,參與維持LHBT于正常位置的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的邊界難以確認。4.在組織切片圖像上,岡下肌(Infraspinatus,ISP)和SSP的位置關(guān)系變化存在規(guī)律:在關(guān)節(jié)盂以內(nèi)的組織切片上,二者并列分布;在關(guān)節(jié)盂以外的組織切片上,SSP的后緣和ISP的前緣逐漸靠近,后者逐漸疊加在前者之上。在接近止點之處二者無法分辨。最后在鄰近大結(jié)節(jié)止點處,呈肌腱樣排列的膠原纖維束主要位于淺層,而深層(關(guān)節(jié)側(cè))主要代之以相對疏松、迂曲,方向不規(guī)則的膠原纖維,這些膠原纖維直接附著于在大結(jié)節(jié)的骨質(zhì)上。CHL和RIC的膠原纖維在組織切片上并不能區(qū)分。CHL從喙突發(fā)出后,在前下方覆蓋在SSC表面,后上方包裹了SSP和ISP,并有部分與ISP和SSP之間的膠原纖維相聯(lián)系。SGHL所在區(qū)域是由RI關(guān)節(jié)囊的關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面密集分布的粗大膠原纖維所構(gòu)成,與其前方的CHL之間存在可辨認的界限。重建的三維圖像與基于CVH斷層圖像的三維模型大致相同,前者能夠更加準確的顯示CHL覆蓋了RI區(qū)域并向后延伸至ISP和SSC的下緣。5.大體組織學(xué)觀察結(jié)果顯示,LHBT中的膠原纖維分布并不均勻,在不同的節(jié)段存在不同的特點。SSC附著于小結(jié)節(jié)上,其上緣的肌腱膠原向后上延伸至接近關(guān)節(jié)軟骨�；喗Y(jié)構(gòu)主要由來自于SGHL和CHL關(guān)節(jié)囊樣韌帶組織的膠原纖維所構(gòu)成,呈“U”形包繞在LHBT的前、下、后緣。SGHL覆蓋在SSC肌腱上緣及其后上方延伸部之上�；喗Y(jié)構(gòu)下方的存在兩種不同的組織,前面的來自于CHL的膠原纖維,呈倒三角形;后方的是SSC腱性組織,這兩種組織之間的界限可以辨認。相應(yīng)的位置的CVH斷層圖像上也呈現(xiàn)相似的特點�；诮M織學(xué)觀察成功實現(xiàn)了LHBT的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的三維可視化重建。此三維圖像顯示滑輪結(jié)構(gòu)在軸位上呈弧形走向,與肱骨前面形狀一致。在8側(cè)CVH肩關(guān)節(jié)中,滑輪結(jié)構(gòu)在內(nèi)外側(cè)方向上的全長為13.46±1.22mm。以SGHL開始附著于SSC肌腱上緣的位置為界,滑輪結(jié)構(gòu)可以被分為兩個部分,內(nèi)側(cè)部分為5.19±0.60 mm,外側(cè)部分為8.28±1.34 mm,內(nèi)側(cè)部分比外側(cè)部分的長度小(P0.05)。6.在所有的8側(cè)CVH肩關(guān)節(jié)中,三維重建圖像顯示SSB是位于肩胛骨與SSC之間唯一的滑囊。SSB形態(tài)不規(guī)則而扁平。SSB縱向最長徑是13.80±5.05 mm(7.27-21.60mm),橫向最寬徑是7.22±3.43 mm(3.44-15.12 mm),容積是130.56±140.51mm3(25.00-393.00 mm3)。在斜矢狀位斷層圖像上,SSB的內(nèi)側(cè)部分呈沙袋樣跨在SSC上緣,在更靠內(nèi)側(cè)呈長條形。在軸位和斜冠狀位圖像上,SSB部分不規(guī)則形,部分呈長條形,而且在這兩個方位上,可以觀察SSB與關(guān)節(jié)腔之間存在的纖薄的纖維隔。在所有的7例尸體肩關(guān)節(jié)標本中,SSB與關(guān)節(jié)腔不相通。SSB僅在行滑囊造影術(shù)后的MR圖像上顯示,MR形態(tài)特點與其在CVH斷層圖像上的一致。斜矢狀位MR圖像可呈現(xiàn)SSB的特征性沙袋樣結(jié)構(gòu)。軸位和斜矢狀位MR圖像能比較好的顯示SSB,而冠狀位上不容易確認該滑囊。在三個方位的圖像上都沒有造影劑溢入關(guān)節(jié)腔中的征象。7.在8側(cè)CVH肩關(guān)節(jié)中,CHL厚度為3.27±0.21 mm.3個不同的測量位置上,在LHBT相對應(yīng)的水平測量的RIC厚度分別是4.49±0.78 mm;4.87±0.62 mm;3.79±0.59 mm;而在RIC最厚部位獲得的測量值分別是2.93±0.41mm;3.36±0.54 mm;2.75±0.17mm.RI的大小分別是:高度,13.37±2.25 mm(11.01-16.68 mm);RI中間位置的寬度,14.18±2.62 mm(11-17.54 mm);底邊長度,39.83±4.27 mm(35.62-49.47 mm)。RI的面積是265.20±44.34 mm2(196.09-328.23 mm2)。RI高度和寬度的差異無統(tǒng)計學(xué)差異。四、研究結(jié)論1.利用我們設(shè)計的圖像分割技術(shù)和重采樣技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)RI及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的三維可視化。RI的斷層解剖形態(tài)在三個平面上各具特點,斜矢狀位斷層圖像能夠最充分的顯示RI細微結(jié)構(gòu)。掌握這些特點有助于更好的在MR圖像上辨別RI病損。2.組織學(xué)層面的圖像分割能夠更精確而全面的實現(xiàn)CHL復(fù)合體的三維可視化。在CHL復(fù)合體中,CHL與ISP、SSP、SSC關(guān)系密切,其精細解剖關(guān)系提示:復(fù)合體中任意一個結(jié)構(gòu)承受的應(yīng)力會傳導(dǎo)至其他結(jié)構(gòu),從而發(fā)揮緩沖應(yīng)力以及協(xié)調(diào)肩關(guān)節(jié)活動的作用。3.由關(guān)節(jié)囊樣韌帶組織(CHL、SGHL)組成的滑輪結(jié)構(gòu)和SSC肌腱上緣共同組成了LHBT穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由于組織學(xué)特性不同,在LHBT穩(wěn)定結(jié)構(gòu)損傷早期,滑輪結(jié)構(gòu)和SSC肌腱的交界面是最有可能發(fā)生撕脫的位置。此時,相對于簡單切除或者固定LHBT,將滑輪結(jié)構(gòu)復(fù)位并固定于原位可能更有意義。4.凍結(jié)肩的定量診斷指標可以用一種可操作性強和可重復(fù)性高的方法測量獲取。RI區(qū)域的邊界形狀類似長舌狀,并非傳統(tǒng)所比擬的三角形,所以,用既往方法測量的RI面積不能全面反應(yīng)RI的病變情況,其臨床診斷價值需要進一步證實。5.SSB是關(guān)節(jié)盂和SSC之間區(qū)域內(nèi)唯一獨立的滑囊。在MR圖像上,SSB和SSR容易被混淆。充分理解SSB的解剖和MR影像學(xué)特征對于避免混淆和誤診有重要意義,應(yīng)該在以后的臨床研究中進一步分析SSB的MR征象與凍結(jié)肩的關(guān)系。
[Abstract]:In addition , there are two important functional anatomical structures : LHBT ' s stable structure and the function of maintaining the stability of the joint . Based on CVH data set , three - dimensional visual reconstruction of RI and its related structures was made . ( 3 ) Based on CVH data set to realize SSB ' s three - dimensional visualization reconstruction , the relationship between SSB and RI ' s joint capsule was clarified , and the size of SSB was measured directly on three - dimensional image . A three - dimensional visual reconstruction of the stable structure of LHBT ' s structure is achieved . In all 7 cases of shoulder joint , the thickness of SSB was 3.27 鹵 0.21 mm , the thickness of SSB was 3.27 鹵 0.62mm , 3.79 鹵 0.17mm . The length of the middle position was 14.18 鹵 2.62 mm ( 11.01 - 16.68 mm ) , the length of the bottom side , 39.83 鹵 4.27 mm ( 35.62 - 49.47 mm ) . The area of RI is 265.20 鹵 44.34 mm2 ( 196.09 - 328.23 mm2 ) . Conclusion : In contrast to simple cut - out or fixation of LHBT , the structure of the pulley and the upper edge of SSC are the most likely to be torn off .
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R686

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9 黎華;地形與地質(zhì)體三維可視化的研究與應(yīng)用[D];中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）;2006年

10 朱英浩;城市三維可視化GIS的研究[D];武漢測繪科技大學(xué);1998年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 單通;基于多源信息進行地質(zhì)導(dǎo)向的三維可視化環(huán)境的建立[D];西安石油大學(xué);2015年

2 李文雅;基于ArcEngine的數(shù)字校園三維可視化系統(tǒng)開發(fā)[D];長安大學(xué);2015年

3 王樂;基于三維可視化的路面損壞計算方法研究[D];長安大學(xué);2015年

4 苗星妍;海上運動點連續(xù)溢油預(yù)測及其三維可視化研究[D];集美大學(xué);2015年

5 陳從坤;基于偏微分方程方法的頭部醫(yī)學(xué)圖像三維可視化[D];華東師范大學(xué);2015年

6 邊茂松;潰壩洪水演進的三維可視化系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 龍?zhí)?梯形鋼屋架三維可視化輔助設(shè)計系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

8 王永紅;三維可視化輸電線路在線監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

9 方兆山;三維可視化、3D打印及3D腹腔鏡在肝腫瘤外科診治中的應(yīng)用研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

10 黃曉明;500kV同塔多回輸電線路帶電作業(yè)的可視化研究[D];電子科技大學(xué);2014年

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本文編號：1952506