数字化人子宫动脉血管网三维模型的构建

传统的解剖学研究及数字减影血管造影术难以研究子宫动脉血管网的立体结构，无法确知子宫动脉血管网的形态及血供分布，使妇科微创领域如保留卵巢功能的子宫切除术及动脉栓塞治疗中子宫体、卵巢血流动力学研究等问题的研究缺乏解剖学的支持。本课题将不同浓度的填充剂灌注人体子宫标本，通过血管铸型技术与CT图像三维重建相结合，筛选适合人体子宫动脉血管网模型构建的填充剂浓度。然后将合适浓度的填充剂灌注人体子宫标本，通过CT薄层扫描技术及冰冻超薄铣切切片技术获得子宫动脉血管网CT图像数据集、铣切切片数据集，应用图像标示识别配准、分割子宫动脉血管网，并应用计算机三维重建技术构建数字化子宫动脉血管网三维模型，此三维模型可直观地显示器官内血管构筑形式及其分支分布和交通吻合情况，为临床研究提供血管形态学依据，为临床实践、教学和科研提供一个理想的平台。

本课题组将不同浓度的填充剂灌注人离体子宫标本，通过血管铸型技术与CT图像三维重建技术相结合，筛选适合人离体子宫动脉血管网模型构建的填充剂浓度。研究发现：（1）20%过氯乙烯填充剂显示的子宫动脉血管网适合对模型进行计算机图像重建；（2）15%过氯乙烯填充剂适于制作动脉血管网铸型标本；（3）10%过氯乙烯填充剂适于构建局部动脉血管网模型并进行特异性研究。利用血管铸型技术联合CT薄层扫描三维重建技术，成功地构建了人离体正常子宫动脉血管网三维可视化模型；本课题组前期预实验证实干切时包埋石膏干燥时间较长，石膏内部较难干燥，而且极易出现裂痕。因此，本课题组与南方医科大学解剖学教研室合作，放弃干切，采用目前已经较为成熟的冰冻铣切。填充剂及包埋材料的选择，则参照中国女性数字人1号的采集，以明胶作为填充剂及包埋材料，通过CT薄层扫描技术及冰冻铣切切片技术获得子宫动脉血管网CT图像数据集、铣切切片数据集，应用图像标示识别配准、分割子宫动脉血管网，并应用计算机三维重建技术构建数字化子宫动脉血管网三维模型。最终，本课题组成功完成子宫动脉血管网铣切切片数据集的采集工作，并且在完成原有计划的同时还完成了子宫静脉血管铣切切片数据集的采集工作，共获取两套数据集，分别为子宫动脉血管网数据集及子宫静脉血管网数据集，每套数据集包括CT数据集、MRI数据集及铣切切片数据集；成功完成了人正常离体子宫薄层切片数据集和影像学数据集的后处理工作，已构建出人正常离体子宫动脉血管网及子宫静脉血管网的数字化三维模型。基于上述研究结果，本课题组获取了应用不同浓度制作的人子宫动脉血管网铸型标本，建立了子宫动脉及子宫静脉血管网局部数据集（CT扫描及铣切切片数据集），并基于该数据集完成成功构建出数字化子宫、子宫动脉、子宫静脉血管网数字化三维模型。本课题组同时制作了数字化子宫动脉解剖图谱，申请了女性盆腔动脉模型、子宫动脉模型及宫颈周围立体环模型三项实用新型专利，培养研究生3名，发表论文21篇，其中SCI收录2篇，核心期刊16篇。在自我提升的同时，为了加强学术交流，促进数字医学的发展，本课题组还组织开展了首届数字医学技术在妇产科中的应用研讨会和首届妇产科数字化三维重建培训班，受到业内一致好评。