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【摘要】目的对三叉神经三维重建及可视化的研究进展进行综述。方法查阅近期国内外三叉神经三维重建及可视化研究的相关文献,并进行回顾与综合分析。结果,利用神经三维重建与可视化技术,不但可以真实再现三叉神经复杂的整体三维表面结构及毗邻关系,还能够将神经束及内部的显微结构三维重现,并可进行任意旋转、缩放,分割和三维测量。但在神经信息的识别、分割、配准和融合等方面尚有短板,使三叉神经可视化研究目前仍处于初始阶段。结论,三叉神经三维重建与可视化研究利于更新神经损伤的诊疗理念和提升诊疗手段,为神经科研与教学开辟了新的途径。

【关键词】三叉神经;三维重建;可视化

三叉神经是第5对脑神经,为混合神经。三叉神经痛多在40岁起病,女性居多。在其分布区域内急骤发病,呈闪电样、烧灼样、针刺样、刀割样的剧烈性疼痛,严重影响患者的生存质量[1]。
三维重建和可视化是通过人体数据集的二维系列图像或机体(尸体)二维薄层连续断面图像,重建出解剖结构的三维可视化数字模型,多方位多角度真实再现该结构复杂的整体三维表面和空间毗邻关系及内部显微结构,还可测量解剖结构的三维空间数据等。本文将从整体和内部两个层面进行概述。
一、三叉神经整体的三维可视化
目前CT、MR和彩色多普勒超声普遍应用于临床诊疗工作中,用于术前检查明确诊断,指导术前手术方案的制定,评判术后效果。3DCT的应用使得组织结构的三维重建及可视化成为可能,CT能够定位卵圆孔的位置,结合神经导航和射频温控热凝技术能有效的治疗三叉神经痛[2]。郭田田等[3]通过3.0TMR三维时间飞跃与三维稳态采集快速成像序列融合图像在三叉神经及面神经显微血管减压术(MVD)术前评估了两神经与邻近血管的关系,结果表明能清晰显示神经与血管的空间关系,可为MV提供可靠的影像学依据。黄哲浩等[4]通过彩色多普勒超声引导结合CT三维重建技术,对三叉神经痛患者眶下孔穿刺行射频热凝手术,术后患者疼痛消失。
二、三叉神经内部的三维可视化
目前国内外学者对周围神经束的研究较多,通过连续组织断层切片后利用计算机技术进行短段腓总神经功能束的三维重建,结果能较真实地再现周围神经的三维立体结构及其内部功能束组的三维立体行径,重建结构能单独或搭配显示,还能任意角度显示。吐尔逊江·达地汗等[5]通过连续组织切片技术三维重建了人胚胎的三叉神经,结果表明应用可视化三维重建可观察三叉神经根、节机器分支的分布,以及三叉神经运动纤维位置、立体行径。
三、三叉神经三维可视化函待解决的问题
3.1无完整的三叉神经系统三维可视化模型
三维重建与可视化研究是利用解剖结构的二维图像进行计算机三维重建的,虽然已建立了三叉神经的部分三维模型,但由于神经的信息难以抽取和分割,尚无完整的三叉神经三维可视化模型。
3.2神经三维可视化技术处在初始研究阶段
存在的问题有:二维图像数据的标志点、断面间距、分辨率、光强度、对比度、灰度值、色彩值等。二维图像数据的分割、配准、融合及在实际应用中也存在许多问题[6]。若要在人体框架上,赋予三叉神经物理和生理功能特征则更为困难。
3.3较难获得高品质、高清晰度的二维断面数据
三叉神经形态细长,切片的层次较多,且目前尚无一种可以检测周围神经系统结构的组织化学特性的标记物,染色后的颜色层次也很多,使神经组织与周围其他组织的颜色对比度较小,难以精确的将神经的图像与周围组织区别开来;小于铣切间距的神经结构无法显示;神经柔软易变形,在铣切过程中会出现部分撕扯、移位造成辨认困难,图像的连续性也不能令人满意。
四、三叉神经三维可视化研究的展望
4.1神经损伤诊疗理念和诊疗手段
通过对三维模型的定量分析和动态模拟,可实现三维诊断分析,完善术前设计,精确模拟手术过程,预览和评价术后效果,从而提高了手术的安全性和可靠性,预防和减少并发症。人机交互界面及演示技术为三维图像的临床应用提供了舞台,此技术必将成为未来周围神经损伤诊治新的发展方向。
4.2神经解剖科学研究
计算机技术、医学图像处理技术和信息化技术的高速发展,推动周围神经的研究从二维平面的定性研究向三维空间的定量研究发展,从解剖结构平面研究向三维立体解剖结构与生理功能同步研究发展。
4.3解剖课程教学
在教学中应用三维可视化模型能精确、直观地显示三叉神经复杂的整体三维表面结构和毗邻关系及神经束和内部的显微结构,能进行任意旋转、缩放、分割和三维测量。利于学生准确理解构建三维立体构架,提升学习兴趣和课堂教学水平。
参考文献:
【1】张丹枫,陈吉钢,韩凯伟,等.运用 Slicer3D重建技术实现三又神经痛神经血管关系术前可视化【J】中国医疗设备,2017,32(12):20-24.
【2】李兆林,华泽权,鲍海宏,等.CT三维重建引导下经颌下入路精确穿刺卵圓孔外口射频热凝治疗三叉神经痛研究【J】临床口腔医学杂志,2014,30(2):95-96.

【3】郭田田,陈聚惠,苗重昌,等.30T MR三维时间飞跃与三维稳态釆集快速成像序列融合图像术前评估三叉神经面神经与邻近血管关系【J】中国医学影像技术2018,34(6):836-840.
【4】黄哲浩,朴哲,隋国庆,等,彩色多普勒超声引导结合CT三维重建三叉神经痛眶下孔穿刺射频热凝手术1例【J】中国实验诊断学,2018,22(8):1352-1353.
【5】吐尔逊江·达地汗,穆叶沙尔·吾拉木,廖礼彬等.人胚胎三又神经连续切片的三维重建【J】解剖学杂志2016,39(3):308-311.
【6】Imielinska C, Downes MS, Yuan W. Semi-automated color segmentation of anatomical tissue【J】Comput Med Imaging Graph2000,24(3):173-180.
基金项目:
西安医学院青年科研基金项目(2016QN03)
(作者:秦泗佳  朱勇   严喜章  王丹杨 李子夏  西安医学院口腔医学院  陕西西安)


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