基于 CT 数据的 3D Slicer 软件在颅腔和脑室系统体积测量中的临床应用

为解决现有颅腔和脑室系统体积测量方法的不足，福建医科大学附属龙岩第一医院的研究人员利用 3D Slicer 软件基于 CT 数据开展相关测量研究，结果表明该测量准确、可重复且一致，为脑积水研究提供支持

　　

在医学的神秘世界里，大脑一直是备受瞩目的 “宝藏之地”。其中，颅腔和脑室系统的体积测量对于了解大脑健康状况至关重要。过去，测量颅腔体积的方法就像一场 “原始冒险”，人们用沙子、油菜籽填充颅腔，或者根据头颅 CT 图像、头颅直径来估算；脑室体积则主要通过尸体解剖研究或脑室造影获取。这些方法就如同粗糙的工具，在现代医学追求精准的道路上显得力不从心，缺乏精准度和适应性。

随着科技的飞速发展，医学影像技术和处理软件迎来了 “新时代”。就像拥有了神奇的 “透视眼” 和 “魔法画笔”，现在可以对不规则形状的组织和器官进行三维重建和体积计算。3D Slicer 这款免费开源的图像处理软件，更是在临床应用中崭露头角，常用于测量脑肿瘤、高血压脑出血、不规则蛛网膜下腔出血等复杂结构的体积。然而，在脑室系统测量方面，它仍存在一些 “小瑕疵”，比如测量准确性评估不足，脑室重建步骤不够详细，这限制了它的进一步应用。

为了填补这些空白，福建医科大学附属龙岩第一医院的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们利用 3D Slicer 软件，基于 CT 数据对颅腔和脑室系统进行体积测量研究，成果斐然。这项研究不仅为脑积水研究提供了坚实的方法和技术支持，其建立的测量方法还有助于不同研究中心进行结果比较和大数据分析，推动相关领域的发展。

研究人员在这场探索之旅中，运用了多种巧妙的技术方法。他们精心挑选了研究对象，包括健康志愿者和脑出血相关性正常压力脑积水（HANPH）成年患者，根据是否进行去骨瓣减压术等条件进行分组。利用 GE Discovery750 CT 扫描仪获取 CT 数据（扫描厚度 1.25mm，层间距 1.25mm，保存为数字成像和通信医学（DICOM）格式）。将数据导入 3D Slicer 软件（版本 5.0.2），并进行一系列准备工作，如调整数据窗口、轴向水平等。分别采用基于 Segment Editor 和 Swiss Skull Stripper 模块两种方法测量颅腔体积，通过特定的阈值工具、种子生长、绘制、擦除等操作来实现；测量脑室系统体积时，同样借助阈值工具创建掩码，以解剖标志区分不同脑室和脑室周围结构进行测量。最后，使用 SPSS 25.0 软件进行统计分析，评估测量的可靠性和一致性。

下面来看看他们的关键研究成果：

• 测量可靠性：通过组内相关系数（ICC）评估测量可靠性。对于颅腔体积测量，Swiss Skull Stripper 方法的 ICC 为 0.82（95% CI：0.72 - 0.86），Segment Editor 方法的 ICC 为 0.87（95% CI：0.80 - 0.92），表明两种方法测量颅腔体积都具有良好的可靠性。在脑室系统测量方面，两位神经外科医生测量结果的 ICC 显示，右侧脑室体积为 0.85（95% CI：0.81 - 0.92），左侧脑室体积为 0.88（95% CI：0.83 - 0.93），第三脑室体积为 0.82（95% CI：0.76 - 0.87），第四脑室体积为 0.86（95% CI：0.80 - 0.91），均高于 0.85，说明两位医生测量脑室系统体积的可靠性极佳。
• 不同组间颅腔体积比较：基于 Swiss Skull Stripper 测量颅腔体积，独立样本 T 检验显示健康对照组与有颅骨的 HANPH 患者组无显著差异；Mann - Whitney U 检验显示健康对照组与有颅骨的 HANPH 患者（术后 2 周）组无显著差异；Wilcoxon 秩和检验显示有颅骨的 HANPH 患者组与有颅骨的 HANPH 患者（术后 2 周）组无显著差异。同时，两种不同的颅腔体积测量方法在健康对照组和无颅骨的 HANPH 患者组中也均无显著差异。
• 健康对照组脑室体积的影响因素：在健康对照组中，男性的脑室体积普遍高于女性；除第四脑室体积外，老年人的大部分脑室体积高于年轻人；无论性别，左侧脑室体积均大于右侧脑室体积。而且，两位神经外科医生分别测量的脑室体积无差异。

研究人员总结发现，3D Slicer 软件基于 CT 数据测量颅腔和脑室系统体积，具有准确性、可重复性和一致性。尤其适用于去骨瓣减压术患者的颅腔体积测量，以及第三、第四脑室体积测量。不过，这项研究也存在一些局限性，比如 CT 成像对比分辨率低于 MRI，可能影响脑室边界的精确划分；研究的横断面设计无法评估随时间的变化；未考虑患者 CT 扫描协议或设置的潜在差异；3D Slicer 软件的手动调整和算法可能引入主观性和测量差异。

尽管存在不足，但这项研究意义非凡。它为后续的脑积水研究提供了重要的方法和技术支撑，让我们在探索大脑奥秘、守护大脑健康的道路上又迈进了坚实的一步。相信随着研究的不断深入，这些技术将更加完善，为医学发展带来更多惊喜。