本文作者：付廷刚 韦磊 黄忠浩 发表期数：现代职业教育 2022年33期 本文字数：2762
[摘 要] 端脑皮质沟回在断层上的准确辨识对于脑皮质损伤的准确定位有重要的指导意义，而端脑沟回在断层上的辨识学习一直是影像断层解剖教学的难点。通过建立一种断层标本、MRI图像与端脑沟回三维整体图像相结合对比的应用程序，促进对端脑沟回断层的理解和学习，沟回断层数模的建立使端脑沟回解剖结构数字化、立体化、可视化，有助于提高端脑沟回的教学和学习效果。[关 键 词] 端脑皮质;断层解剖;应用程序
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2022）33-0101-04
端脑皮质位于端脑表面，并在脑表面构成脑沟和脑回，依据脑沟的形态将端脑皮质分成5个叶，每个脑叶上的脑回都是管理人体某一功能的重要中枢，脑皮质的损伤导致人体某一功能的障碍，在影像断层上辨识脑皮质的沟回一直是教学的重点和难点。计算机技术、信息技术和医学人体三维重建技术的发展，使医学研究从平面走向立体，医学与信息技术、计算技术相结合，运用人体结构的数字化信息可以加速医学教育和医学研究的进程[1]。
本研究通过对端脑皮质表面沟回的三维可视化构建，并将脑沟回脑叶断层图像和三维端脑整体图像对比结合构建计算机数字模型，作为一种辅助教学和学习手段帮助脑沟回断层辨识以及脑皮质沟回定位的理解，也有助于影像断层思维的建立，促进了端脑沟回断层的教学和学习效果的提高。
一、端脑皮质沟回脑叶断层图像获取及选择
端脑皮质沟回脑叶的断层图像包括MRI影像图像和断层标本图片，主要通过对目标颅脑的切割断层并拍照和扫描获得。
1.颅脑标本断层图像采集，为确保断层切割标本制作的质量，在选择颅脑标本时应严格筛选，选择时仔细研究颅脑标本外观、形态、年龄等特征，并通过影像扫描确认无脑部疾病、畸形和其他异常等情况[2]。选取各项数据特别是通过扫描端脑的经线接近的健康颅脑标本4个（A、B、C、D分别进行横断层、矢状断层、冠状断层切割及三维扫描重建），对选定标本进行甲醛灌注固定3～5天，条件达到后，利用电动带锯对目标颅脑进行断层标本制作，D标本准备开颅取脑进行三维扫描。
将冷冻固定好的ABC三个颅脑标本进行锯切画线，A标本以眦耳线为基线，设定层厚为5 mm连续划线，B标本以正中矢线为基线，层厚设定为5 mm，向左右连续划线，C标本以过外耳门与下眶耳线垂直的垂线为基线向前向后连续划线，画好线的标本进行冷冻包埋固定，冷冻包埋成高30 cm宽20 cm长40 cm的方冰块。利用电动带锯依据锯切线对包埋好的标本进行连续锯切，据耗大约1 mm，获得颅脑部三方位断层标本（冠状位21个，水平位18个，矢状位21个），对锯切好标本进行后续清洗、修洁、抛光等处理，然后对三方位标本逐片摄片，选取端脑显示清楚的断层标本图像，横断层12个，冠状断层14个，矢状断层（右侧）9个。获取标本图像，输入计算机后对图像进行进一步处理。由于各种组织硬度的差异，标本表面可能出现划痕或组织块缺损，需通过图像处理软件进行后期修饰[3]。
2.影像MRI断层图像采集，招募MRI扫描志愿者，挑选健康成年25～45岁志愿者5位，利用Philips Achivea3.0TX双梯度超导磁共振扫描系统对目标人群颅脑扫描获取MRI图像，横断层扫描以眦耳线为基线，层厚为3 mm，，每人获取MRI图像30幅，共150幅。矢状断层扫描以正中矢状面为基线，层厚3 mm，每人获取MRI图像32幅，共160幅。冠状断层以过外耳门垂直于Reid基线的垂线为基线，层厚设定在3 mm，获取图像32张，共160幅。将MRI影像图像从磁共振输出到PC机上，利用图像处理软件对获得的MRI图像进行处理，包括清晰度、色度、饱和度等的调整，使脑皮质沟回显示清晰。
将获得的三方位MRI图像与选定的端脑标本图像进行对比观察、挑选，重点确定中央沟、外侧沟、顶枕沟、外侧沟等主要脑沟的位置，因为脑沟是辨别脑回的重要标志，选择各方位与标本图像最接近的磁共振图像（横断层12个，冠状断层14个，矢状断层9个），对选定好MRI图像和断层标本图形利用Adobe Fireworks CS3进行调整画质、修洁、周边清理、背景处理等图像后处理，最后形成能输入建模平台建模的清晰断层图片。Fireworks是专门用于图形图像设计处理的一款编辑软件，这款图形处理软件可以制作鲜活的动画场面，也可以进行大图切割、翻转图动态控制等操作，而且效果非常显著[4]。
二、端脑皮质整体沟回的三维图像获取
端脑皮质整体图像通过三维扫描仪器对目标端脑表面进行全方位扫描获得，三维扫描仪主要应用于外形、轮廓等的成像，不能用于内部，不能直接观察外形结构的对象三维成像，端脑皮质沟回主要位于脑表面，通过三维扫描获得的图像更加真实、清楚，基于断层数据的重建图像在图像效果上与三维扫描标本后重建的图像比较，三维扫描图像更接近于标本结构的本身，图像比基于断层技术的重建图像更真实。三维人体扫描是应用光敏设备捕捉投射到人体脏器表面的光（激光、白光及红外线）在人体上形成的图像，然后利用软件程序解读出三维图像上的一些形态，并形成脏器的三维可视化的图像，并可以对图像进行觀察和测量[5]。
D标本开颅取脑，取出脑后剔除脑表面的被膜及血管，经大脑纵裂将修好的脑标本纵行切开，从中脑水平将脑干和小脑去掉，暴露出端脑上外侧面、内侧面和下面的沟回。利用三维扫描仪对制作好的端脑标本进行以垂直轴、矢状轴和冠状轴为轴心的全方位的扫描，扫描过程中注意扫描探头的稳定和移动的平稳以保证图像的质量。三维扫描是利用物体表面特征信息数据进行实时拼接，采集足够范围时，当扫描到足够信息时扫描框内显示范围已足够，停止继续扫描，进行去除噪点、减少表面噪声、平滑数据等处理[6]，而后将获得端脑表面皮质三维点云数据通过扫描软件程序构建成封闭曲面模型，最后导入计算机进行端脑表面沟回的三维成像，而后形成端脑表面沟回的三维可视化、可旋转图像。
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本文标题：端脑皮质断层解剖辅助教学应用程序开发
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