研究多模態腦影像數據的圖像處理及在腦解剖教學中應用

鐘杰+徐軍偉

【摘要】腦疾病的檢查，對于治療和預防的好處是具有十分重要的意義。尤其多模態的腦影像數據更是在解剖學中具有重要的意義。隨著這些年科技的發展，儀器的應用和學習開始比較廣泛的應用到臨床學上，大多數的儀器研究主要集中在多模態腦影像數據的圖像處理上，監督學習算法與模型，這樣的訓練有利于系統性的了解腦解剖知識，因為訓練可以收集大量的樣本數據，且來自同一學習區域，為了讓大家更好的利用相關知識，學習腦解剖知識更加全面，基于多模態腦影像數據的圖像處理與腦解剖的關系，同時在應用過程中，會使用結合想過腦解剖領域的先進知識，本文首先介紹了如何處理多模態腦影像數據的圖像，其次介紹了多模態影像在腦解剖教學中的應用方式，最后對研究多模態腦影像的圖像處理以及在腦解剖教學中應用做出總結性討論。

【關鍵詞】多模態腦影像 數據 圖像處理 腦解剖教學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）08-0233-01

科學進步，現代臨床上越來越多的儀器被廣泛使用，越來越多的診斷工作離不開影像學，從最初的X射線，心電圖，慢慢發展開始有電鏡、內窺鏡、超聲診斷儀等，通過醫學成像，對我們臨床的應用，平日的教學都有很重要的作用，例如對腦組織和腦病變的分割、提取、三維重建和顯示等方面，可以通過多模態腦影像數據進行分析，可以讓腦解剖醫生對病變的位置，或是指定的位置進行診斷、手術等，是解剖醫生得到更多的準確信息，從而提高了手術的安全性和成功率[1]。所謂多模態腦影像就是對一個病人進行檢查，通過多種模式對腦部進行成像，即我們可以通過幾幅圖像對其腦部情況獲得相關信息，進行下一步的綜合分析。單一的模式成像可以只通過一種成像設備進行成像判斷，但不夠具體，所以很多時候多模態腦影像數據的影像處理可以讓我們多角度了解[2]。

1.多模式腦影像數據的圖像處理

多模式腦影像數據的圖像處理需要利用軟件手術導航系統對組織進行模擬建設，利用編輯功能對器官邊緣進行修復，細致的修復過程使得圖像更加精準[3]。將腦動脈血管影像數據導入軟件后，軟件將自動腦動脈血管影響導入軟件后，軟件將自動重新建設腦動脈血管組織，其中包括腦皮質三維結構，橫斷，矢狀和冠狀面。軟件通過自動的選擇值域，自動編輯組織，自動找尋腦動脈血管連接區域，設置圖像的透明度等方法對斷層的顯示圖像進行圖像分割，組織重新建設，能夠清晰的表現腦的三維結構與病灶之處間的位置關系，明確的找到腦動脈血管異常之處[4-5]。

2.多模態影像數據在腦解剖教學中的應用

在臨床專業的腦解剖教學當中，打開相關圖像處理軟件，利用軟件對腦的三維模型進行自動的重新建設，使之與講授的腦三維結構進行對比，比較重新建設三維模型和講授的腦三維結構的橫斷，比較重新建設三維模型和講授的腦三維結構的矢狀，比較重新建設三維模型和講授的腦三維結構的冠狀面，找到兩者間關系，進而判斷病灶的位置和病灶與講授的組織結構之間的關系[6]。多模態腦影像數據腦解剖在臨床教學中對于老師而言，影像建設簡潔明了，與授課三維影像進行對比，同時參照人腦動脈血管標本，使得組織結構更加直觀，便于觀察腦動脈血管的異常，學習者大多認為建立腦動脈血管三維影像的立體感較強，腦動脈血管的動態影像更為清晰，其解剖圖像也更為清晰明了，影像的重新建立并與臨床影像進行關聯能夠使得學習者更好的了解并理解腦動脈血管的形態結構及其生理效應。當前的腦解剖教學還多采用于教科書和腦組織解剖圖譜等[7]。腦血管動脈的教學研究受到了腦組織標本量和實驗室數量和條件的限制，花費大量的時間和社會資源幫助學習者了解人腦動脈組織結構是不現實的，所以目前的腦解剖教學只能依賴于教科書和腦組織結構的相關圖譜。徹底明確腦組織結構具有一定的難度型，其結構復雜難懂且解剖名稱難詞眾多，使得學習者對其記憶產生了一定的難度。與此同時，紙質圖譜多為二維圖像，所以需要依賴學生的想象力才能構建出復雜的腦解剖圖的三維圖像，對于入門級的學習者，記憶腦組織結構并繪制出三維腦解剖圖的難度相對較大。對于教育者而言，利用教科書或者紙質圖譜進行講課，通過語言概述出一個復雜腦解剖三維圖像的難度很大，所以，教育者的語言描述再轉換為學習者對其組織結構理解的過程中一知半解的地方將增加[8]。這樣的教育模式，并沒有使學生真正的了解腦解剖圖，不利于學習者在此后臨床中腦動脈血管異常的分析。但是，大量的臨床影像的匯總反應出不同病灶在腦動脈血管中的各種異常，學習者可對不同種的病灶總結出過個具有個性化的腦動脈血管影像的顯示圖，這不僅為學習者提供了大量的學習資料還有效的克服了腦動脈血管標本的有限性。

3.討論

醫學影像學的進一步發展和計算機技術的不斷升級，兩者的共同提升有效分析了多模態腦影像的圖像，清晰的呈現出腦動脈血管異常之處，快速準確的找到病灶所在之處。當前，臨床診斷和后期腦動脈血管疾病多依賴于腦的多模態影像技術的發展。隨機抽取30個學習者，其中包括維吾爾族和哈薩克族等鄉村醫師，教育者在腦解剖的教育教學中也適當的引用了數字化的人腦多模態影像數據，原本教學模式與數字化的教學方式相交相融，有效的提高了腦解剖教學的教學質量，增強了學生對腦組織結構和腦解剖圖的理解和記憶。學習者可以利用計算機對數字化三維模型影像進行旋轉以及切割，多方位，深層次的了解腦組織結構中組織與組織的關系，便于直接看出組織結構空間位置關系，幫助深刻學習者的記憶，有利于提高學生對腦解剖圖的記憶能力，同時還豐富了教學模式，一改傳統單一口述講解形式，使課堂變得豐滿有趣，提高了學習者對學習的積極性與主動性。

參考文獻：

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