基于CT和MRI混合配准的膝关节复合结构三维重建

目的:重建包括骨性结构及主要软组织结构在内的膝关节三维模型,为人体膝关节形态学研究及运动损伤的评估分析及康复治疗提供理论基础。方法:健康男性志愿者,排除骨骼肌肉系统先天性畸形和疾病,对其双侧膝关节行CT与MRI扫描,其中MRI选取质子加权序列(PdWI序列)和STIR脉冲序列,利用Mimics 10.0根据CT图像、MRI的PdWI和STIR序列所得图像分别重建骨性结构、韧带以及半月板。所得模型分别导入Geomagic Studio 11软件进行细化修饰,以及骨性结构和主要软组织结构的三维配准,构建膝关节骨性结构及其附属软骨、韧带结构的数字化模型。结果;最终建立了具有骨、半月板、侧副韧带等主要结构在内的三维膝关节模型。结论:利用CT对骨性结构显影佳、MRI对软组织显影佳的特点,基于Mimics和GeomagicStudio对图像进行重建与图像配准,可构建形态学满意的膝关节三维模型,可满足教学、运动仿真及生物力学分析。