湖南省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目結(jié)題報告書

湖南省大孽住創(chuàng)新釗Q句彼豺如）物?修肱報答考項目名稱：項目編號：學生姓名：所在學校和院系:項目實施時間：指導教師：填寫日期：E3D云平臺技術(shù)下構(gòu)建下肢數(shù)字解剖圖譜國家級項目編號（）省級項目編號（湘教辦T97號-3609）段觀艷、吳雨樵、木錦澤、夏先睿、李昊軒湘南學院基礎(chǔ)醫(yī)學院劉華武、賀躍平（中南林業(yè)科技大學）2022.5.25湖南省教育廳

2019年制一、基本情況項目名稱E3D云平臺技術(shù)下構(gòu)建下肢數(shù)字解剖圖譜立項時間2021年5月項目主要完成人員序號姓名學號專業(yè)班級所在院（系）項目中的分工1段觀艷臨床醫(yī)學19級5班基礎(chǔ)醫(yī)學院論文撰寫2吳雨樵臨床醫(yī)學19級5班基礎(chǔ)醫(yī)學院三維建模3木錦澤臨床醫(yī)學19級5班基礎(chǔ)醫(yī)學院三維建模4夏先睿臨床醫(yī)學20級3班基礎(chǔ)醫(yī)學院數(shù)據(jù)統(tǒng)計5李昊軒臨床醫(yī)學20級3班基礎(chǔ)醫(yī)學院數(shù)據(jù)分析二、成果簡介項目研究的目的、意義；研究成果的主要內(nèi)容、重要觀點或?qū)Σ呓ㄗh；成果的創(chuàng)新特色、實踐意義和社會影響；研究成果和研究方法的特色。本研究為“E3D云平臺技術(shù)下構(gòu)建下肢數(shù)字解剖圖譜研究”，項目實施過程中轉(zhuǎn)變?yōu)椤癊3D云平臺技術(shù)下成人腎數(shù)字模型構(gòu)建及其解剖結(jié)構(gòu)測量研究”，原因如下：1、下肢動、靜脈造影數(shù)據(jù)收集不足，且清晰度不夠。2、在實際項目開展過程中，發(fā)現(xiàn)腎的數(shù)字模型相關(guān)研究為目前研究熱點，臨床需要相關(guān)解剖數(shù)據(jù)支持手術(shù)規(guī)劃、實施，且能夠收集到高精準腎臟CT數(shù)據(jù)。一、研究的背景及目的目前，在人體軟組織器官中，腎為疾病多發(fā)的器官之一。數(shù)據(jù)顯示全球成人住院患者急性腎損傷的發(fā)生率為21.60%,我國住院患者急性腎損傷的發(fā)生率為0.99%-11.60%o對于腎腫瘤、腎結(jié)石等疾病，一般需要通過外科手術(shù)的方式進行治療，因此研究如何利用三維建模技術(shù)對成人腎進行三維重建并對其解剖結(jié)構(gòu)數(shù)字模型進行數(shù)據(jù)測量，明確腎正常組織的解剖關(guān)系至關(guān)重要。本研究基于CT數(shù)據(jù)重建成人腎及其解剖結(jié)構(gòu)數(shù)字模型并測量數(shù)據(jù)，為臨床診斷和治療提供解剖數(shù)據(jù)參考，便于術(shù)前規(guī)劃以減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，為數(shù)字人體解剖數(shù)據(jù)庫提供更多生理性腎數(shù)據(jù)。通過項目實施，豐富學生第二課堂實踐內(nèi)容，培養(yǎng)學生實踐操作能力、團隊合作能力，提高學生對解剖學知識的掌握程度。二、研究成果的主要內(nèi)容收集2022年1月一6月就診于郴州骨科醫(yī)院，32例腎正常者高精度CT數(shù)據(jù)(層厚1.5mm,層距L5mm,切片厚vl.5mm),男22例，女10例。利用中南大學研發(fā)的E-3D軟件重建出正常成人腎三維數(shù)字模型。運用E-3D軟件直接在三維數(shù)字模型上測量得出：雙腎總?cè)莘e(319.52±48.76)cm3,其中男性(331.61±48.70)cm3,女性(292.93±36.89)cm3；平均厚度左腎(48.30±6.59)mm,右腎(50.32±6.65)mm；長度左腎(102.88+6.71)mm,右腎(100.23±6.28)mm；寬度左腎(51.40±6.46)mm,右腎(55.12±6.65)mm；傾斜角左腎(16.39±7.34)°,右腎(16.33±7.09)°；腎上緣、腎下緣、腎門至棘突縱軸距離左腎分別為(56.21±11.15)mm、(73.85±15.20)mm、(61.17±14.97)mm,右腎為(55.75±11.49)mm、(71.88±14.35)mm、(58.15+17.42)mm。男性雙腎總?cè)莘e，腎上緣、腎下緣、腎門至棘突縱軸距離大于女性(P<0.05)；左腎比右腎長、右腎比左腎寬(P<0.05)o三、成果的實踐意義1、高精度CT數(shù)據(jù)結(jié)合E-3D軟件可精確地重建成人腎三維數(shù)字模型，為疾病診斷、手術(shù)規(guī)劃及治療提供數(shù)據(jù)參考。2、為建立開放性醫(yī)療數(shù)據(jù)云平臺提供一定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以醫(yī)療資源發(fā)達地區(qū)帶動欠發(fā)達地區(qū)的發(fā)展模式，實現(xiàn)中國醫(yī)療先進醫(yī)療資源的有效利用；四、研究成果和研究方法的特色收集高精度CT數(shù)據(jù)，運用E-3D軟件構(gòu)建出成人腎三維數(shù)字模型，選擇各項測量工具和點位，精確腎位置、個體特征以及與血管的關(guān)系，得到相應(yīng)解剖數(shù)據(jù)。手術(shù)醫(yī)生可利用E-3D軟件構(gòu)建出腎三維數(shù)字模型，為疾病診斷及治療提供參數(shù)支持。三、總結(jié)報告1、預(yù)期計劃執(zhí)行情況前期準備：我們通過查閱文獻了解到近年來數(shù)字醫(yī)學掀起熱潮，E-3D軟件在數(shù)字醫(yī)學云平臺搭建過程中有較大應(yīng)用前景；通過集體討論對分工有更明晰的認知，團隊意識得到加強，團隊精神得以凝聚；在多位老師的指導和幫助下，我們完成階段性練習，熟練掌握由中南大學研發(fā)的E-3D軟件，學會如何應(yīng)用E-3D軟件導入CT數(shù)據(jù)、調(diào)整剪切范圍、構(gòu)建掩膜、圖層累加，最終分離出腎的三維模型。數(shù)據(jù)收集：收集2022年1月一6月就診于郴州骨科醫(yī)院32例腎正常者增強CT數(shù)據(jù)（層厚L5mm,層距1.5mm,切片厚＜1.5mm）,男22例,女10例。數(shù)據(jù)測量：在完成數(shù)據(jù)收集任務(wù)后，小組成員使用E-3D軟件重建出正常成人平躺臥位腎三維立體模型（圖1）,量化腎模型并測量腎臟的長度、寬度、厚度、傾斜角及腎上緣、腎下緣、腎門至棘突縱軸距離（圖2）。通過數(shù)字建?？梢暬Ⅲw測量活體腎解剖參數(shù)的方法準確可靠，能為臨床疾病診斷、手術(shù)治療提供參考。E-3D軟件生成三維架構(gòu)等過程建立清晰、直觀的組織器官解剖結(jié)構(gòu)模型，應(yīng)用于其他組織器官為臨床工作的疾病診斷及手術(shù)規(guī)劃提供輔助。圖1 圖2數(shù)據(jù)分析及論文撰寫：采用SPSS23.0對所測量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。團隊成員基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果撰寫論文,2023年3月發(fā)表文章《基于CT數(shù)據(jù)重建成人腎數(shù)字模型及其解剖結(jié)構(gòu)的測量研究》于《湘南學院學報》（醫(yī)學版）。2、研究中取得的主要成績及收獲在項目實施過程中，按照研究計劃，制定周詳?shù)膶嵤┓桨?，參與人員分工合理，目標明確，積極投入，虛心學習，工作認真，細致嚴謹。本項目完成后，參與人員取得了長足的進步，具體表現(xiàn)在:提升學生閱讀能力、文獻查找能力以及論文書寫能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，開拓科學研究視野，科研思維模式得到一定的突破；增強團隊意識，提高實踐能力。在項目實施過程中,所有參與成員通力合作，積極溝通，主動承擔各項任務(wù)，實踐能力得到飛躍性的提升；學生們已能夠熟練掌握E-3D數(shù)字軟件的使用及數(shù)字醫(yī)學研究基本思路。3、研究的不足之處三維立體可視化測量腎數(shù)據(jù)需要豐富的腎解剖數(shù)據(jù)庫。相較而言，本研究數(shù)據(jù)樣本量偏少，年齡梯度上數(shù)據(jù)在未能形成比較性。4、下一步研究方向①進一步增加樣本量，按照年齡梯度進行分類比較，開展精準化、個性化、微創(chuàng)化和智能化的研究。②與臨床相結(jié)合，術(shù)前運用E-3D軟件重建腎數(shù)字模型，針對性的開展個性化醫(yī)療模式，輔助臨床治療。5、研究工作中的問題①重建腎臟三維模型耗時長，在對數(shù)據(jù)進行處理過程和對模型進行渲染過程中，電腦運行內(nèi)存占用量大，使得分離過程較慢；②腎三維模型同質(zhì)化存在困難性，組員對于圖像的精細處理不達標，造成數(shù)據(jù)不理想和處理結(jié)果的失真。四、經(jīng)費情況項目經(jīng)費合計10000元。經(jīng)費支出情況：1.業(yè)務(wù)費經(jīng)費主要用途(1)計算、分析、測試費5000元CT影像數(shù)據(jù)(2)能源動力費1000元交通費⑶會議、差旅費1000元學習交流(4)文獻檢索費500元資料查詢(5)論文出版費1800元論文版面費2,儀器設(shè)備購置0元3.實驗裝置試制費0元4.材料打印費700元資料打印復印費五、審核意見參與人員在項目負責人的統(tǒng)籌安排下以及指導老師的精心指導下，按照預(yù)定計劃完成各階段的研究任務(wù)，進度安排合理，研究方法得當，符合本科生的能力要求。本項目收集2022年1月一6月就診于郴州骨科醫(yī)院32例腎正常者增強CT數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：男性雙腎總?cè)莘e、腎上緣、腎下緣、腎門至棘突縱軸距離大于女性