研究多模態(tài)腦影像數(shù)據(jù)的圖像處理及在腦解剖教學中應(yīng)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(tài)的腦影像數(shù)據(jù)更是在解剖學中具有重要的意義。隨著這些年科技的發(fā)展，儀器的應(yīng)用和學習開始比較廣泛的應(yīng)用到臨床學上，大多數(shù)的儀器研究主要集中在多模態(tài)腦影像數(shù)據(jù)的圖像處理上，監(jiān)督學習算法與模型，這樣的訓練有利于系統(tǒng)性的了解腦解剖知識，因為訓練可以收集大量的樣本數(shù)據(jù)，且來自同一學習區(qū)域，為了讓大家更好的利用相關(guān)知識，學習腦解剖知識更加全面，基于多模態(tài)腦影像數(shù)據(jù)的圖像處理與腦解剖的關(guān)系，同時在應(yīng)用過程中，會使用結(jié)合想過腦解剖領(lǐng)域的先進知識，本文首先介紹了如何處理多模態(tài)腦影像數(shù)據(jù)的圖像，其次介紹了多模態(tài)影像在腦解剖教學中的應(yīng)用方式，最后對研究多模態(tài)腦影像的圖像處理以及在腦解剖教學中應(yīng)用做出總結(jié)性討論。

【關(guān)鍵詞】多模態(tài)腦影像 數(shù)據(jù) 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(xiàn)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(fā)展開始有電鏡、內(nèi)窺鏡、超聲診斷儀等，通過醫(yī)學成像，對我們臨床的應(yīng)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(tài)腦影像數(shù)據(jù)進行分析，可以讓腦解剖醫(yī)生對病變的位置，或是指定的位置進行診斷、手術(shù)等，是解剖醫(yī)生得到更多的準確信息，從而提高了手術(shù)的安全性和成功率[1]。所謂多模態(tài)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(guān)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(shè)備進行成像判斷，但不夠具體，所以很多時候多模態(tài)腦影像數(shù)據(jù)的影像處理可以讓我們多角度了解[2]。

1.多模式腦影像數(shù)據(jù)的圖像處理

多模式腦影像數(shù)據(jù)的圖像處理需要利用軟件手術(shù)導航系統(tǒng)對組織進行模擬建設(shè)，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(shù)據(jù)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(shè)腦動脈血管組織，其中包括腦皮質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，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(qū)域，設(shè)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(shè)，能夠清晰的表現(xiàn)腦的三維結(jié)構(gòu)與病灶之處間的位置關(guān)系，明確的找到腦動脈血管異常之處[4-5]。

2.多模態(tài)影像數(shù)據(jù)在腦解剖教學中的應(yīng)用

在臨床專業(yè)的腦解剖教學當中，打開相關(guān)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(shè)，使之與講授的腦三維結(jié)構(gòu)進行對比，比較重新建設(shè)三維模型和講授的腦三維結(jié)構(gòu)的橫斷，比較重新建設(shè)三維模型和講授的腦三維結(jié)構(gòu)的矢狀，比較重新建設(shè)三維模型和講授的腦三維結(jié)構(gòu)的冠狀面，找到兩者間關(guān)系，進而判斷病灶的位置和病灶與講授的組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系[6]。多模態(tài)腦影像數(shù)據(jù)腦解剖在臨床教學中對于老師而言，影像建設(shè)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(jié)構(gòu)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(tài)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(guān)聯(lián)能夠使得學習者更好的了解并理解腦動脈血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其生理效應(yīng)。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(shù)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(jié)構(gòu)是不現(xiàn)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(jié)構(gòu)的相關(guān)圖譜。徹底明確腦組織結(jié)構(gòu)具有一定的難度型，其結(jié)構(gòu)復雜難懂且解剖名稱難詞眾多，使得學習者對其記憶產(chǎn)生了一定的難度。與此同時，紙質(zhì)圖譜多為二維圖像，所以需要依賴學生的想象力才能構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(zhuǎn)換為學習者對其組織結(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)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(yī)學影像學的進一步發(fā)展和計算機技術(shù)的不斷升級，兩者的共同提升有效分析了多模態(tài)腦影像的圖像，清晰的呈現(xiàn)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(tài)影像技術(shù)的發(fā)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(xiāng)村醫(yī)師，教育者在腦解剖的教育教學中也適當?shù)囊昧藬?shù)字化的人腦多模態(tài)影像數(shù)據(jù)，原本教學模式與數(shù)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(zhì)量，增強了學生對腦組織結(jié)構(gòu)和腦解剖圖的理解和記憶。學習者可以利用計算機對數(shù)字化三維模型影像進行旋轉(zhuǎn)以及切割，多方位，深層次的了解腦組織結(jié)構(gòu)中組織與組織的關(guān)系，便于直接看出組織結(jié)構(gòu)空間位置關(guān)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(tǒng)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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