一種構建個體化人體尿道組織數(shù)字模型的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療技術領域，涉及一種醫(yī)學上人體組織數(shù)字模型的構建方法，尤其涉及一種利用三維超聲影像學工具構建個體化人體尿道組織數(shù)字模型的方法。
【背景技術】
[0002]在近十年的時間中，對于復雜情況下尿道狹窄治療的關注度正呈現(xiàn)出持續(xù)升溫的態(tài)勢。雖然目前臨床上對尿道修復替代手術的金標準仍是采用例如陰莖皮瓣、頰黏膜、舌黏膜乃至結腸黏膜等多種自體組織進行重建。但是組織工程理念在該領域的引入，使這一金標準的地位受到越來越大的沖擊。國內(nèi)外一系列基礎與臨床研究的成功報道，越來越明顯的表現(xiàn)出其有可能成為下一代臨床治療金標準。而隨著尿道組織工程領域的深入研究，作為其中重要組成部份的生物材料的研發(fā)也正經(jīng)歷著深刻的變革，其主要表現(xiàn)之一即為生物材料的制備由傳統(tǒng)的均一化模式向針對患者的個體化模式發(fā)展。如能將這一問題進行很好的解決，有望進一步推動尿道組織工程技術向臨床應用的加速轉化。
[0003]作為下一代尿道修復重建的生物材料，個體化特征是一項不可獲缺的設計標準。根據(jù)患者的組織特征來個體化制備支架材料，不僅可以使成品材料的適用范圍幾乎拓展到所有病患，而且由于材料和患者自身結構的高度擬合，最終的治療效果也可以得到提升。以往在尿道修復重建組織工程研究中所采用的脫細胞基質(zhì)或人工材料，僅能夠在植入前進行簡單的形態(tài)裁剪，無法達到真正意義上的個體化目標。而3D打印技術的興起和發(fā)展，使得個體化制備成為了可能。通過各類影像學技術可精確獲得目標臟器的3D結構，再結合后期的數(shù)字化模型處理，即可在3D打印機中高精度的打印出所需要的臟器模具以供后期材料置入塑形，乃至直接打印出可用于臨床使用的個體化材料。目前通過這一技術，已在口腔、骨科等多學科領域中實現(xiàn)植入材料的個體化。然而尿道修復材料個體化制備領域的研究仍是空白，其問題在于缺乏實用的數(shù)字化模型處理技術，其不僅包括對尿道三維結構信息進行有效收集的影像學技術，也包括對所獲得的數(shù)字化模型進行精細化加工及還原的后處理技術。
[0004]在對尿道三維組織結構進行數(shù)據(jù)收集方面，目前其它領域常用的MDCT或者MRI技術并非理想的收集模式。真正意義上的尿道組織不僅應當包括尿道粘膜，還應該涵蓋其下方的尿道海綿體組織。增強CT雖然擁有著超高解析度以及薄層取像等諸多優(yōu)點，但受限于其對軟組織結構的低分辨率，在獲取尿道組織圖像信息時僅能分辨出尿道管腔的黏膜層，無法有效獲得海綿體組織的圖像信息。而MRI技術雖然能夠對軟組織擁有較好的顯示效果，但是其成像效果略低于MDCT。更為重要的是由于MRI的特性，其適用范圍受到一定限制，無法做到患者全覆蓋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種利用超聲影像學工具構建個體化人體尿道組織數(shù)字模型的方法。
[0006]為達到上述目的，具體技術方案如下:
[0007]一種構建個體化人體尿道組織數(shù)字模型的方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1，利用三維超聲技術獲取患者的薄層陰莖整體影像學信息；
[0009]步驟2，利用手工勾勒法篩選出整體影像學信息中的待構建圖像區(qū)；
[0010]步驟3，利用三維技術對待構建圖像區(qū)進行三維重建并處理，構建出可共360度觀察的個體化尿道三維數(shù)字模型。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟I中薄層的厚度為0.1mm。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟I中的陰莖整體影像學信息包括矢狀位、冠狀位尿道系列連續(xù)圖像。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟2中通過手工進行數(shù)據(jù)篩選，保留尿道及海綿體信息。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟3中處理包括進行平滑數(shù)字模型處理。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟I中通過經(jīng)患者尿道外口灌注超聲對比劑后，利用三維超聲技術對患者陰囊低部及會陰區(qū)域軟組織結構進行實時三維掃描。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟I中的超聲對比劑為鹽酸丁卡因膠漿或生理鹽水。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟2中的手工勾勒法包括先將尿道中央黑色管腔內(nèi)徑區(qū)域予以勾勒并予以刪除，后將尿道海綿體與尿道周圍組織間隙勾勒，并將尿道以外組織進行剔除。
[0018]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0019]1，本發(fā)明所構建的三維數(shù)字尿道模型具有生理性弧度，從而與正常的人體尿道的生理解剖位置結構相擬合；
[0020]2，本發(fā)明所構建的三維數(shù)字尿道模型不僅包括了尿道黏膜管腔層，而且包括了尿道黏膜下方的海綿體層數(shù)據(jù)信息，因而可以稱之為真正意義上的尿道三維模型；
[0021]3，本發(fā)明中所構建的尿道海綿體層圖像信息隨著患者實際解剖結構上的不同而出現(xiàn)一定的差異性，因而最終構建出的尿道模型可以稱之為正真意義上的個體化尿道模型；
[0022]4，本發(fā)明所構建的模型通過格式的轉換，可以變換為供3D打印模式。
【附圖說明】
[0023]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0024]圖1是本發(fā)明實施例的三維超聲影像技術獲取的前尿道圖像信息，其中A為矢狀位圖像，B為冠狀位圖像；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例圖像信息處理后重建尿道的個體化三維尿道效果模式圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028]以下將結合附圖對本發(fā)明的實施例做具體闡釋。
[0029]本發(fā)明的實施例的一種利用超聲影像學工具構建個體化人體尿道組織數(shù)字模型的方法，通過三維超聲技術成功獲取薄層陰莖段及球部尿道海綿體組織信息，同時利用手工勾勒法篩選出待構建圖像區(qū)，通過后期三維轉換軟件，最終生成具有患者個體化特征的數(shù)字化尿道模型。
[0030]超聲成像技術對軟組織具有較好分辨率，其最大優(yōu)勢即在于能夠清晰地分辨出尿道周圍海綿體組織的情況。而新一代的超聲三維成像系統(tǒng)不僅能夠達到與MDCT相媲美的0.1mm薄層取像，更重要的是通過其所獲得的三維圖像數(shù)據(jù)已被證實可以用于重建特定臟器的三維模型。
[0031]本發(fā)明的主要目的在于提供一種全新的構建真正符合患者個體特征的尿道三維數(shù)字模型。在該模型中不僅包括了尿道管腔的數(shù)