颅骨三维模型制作和数据库的构建

目的采用激光扫描深度图像法和CT影像法,制作颅骨模型,并建立无身源颅骨模型数据库。方法收集各省(区)送检的59例无身源颅骨样本,采用三维激光扫描仪进行颅骨深度图像的采集;采用多排螺旋CT进行颅骨断层影像数据的采集。分别经处理后建立颅骨三维模型。利用3D打印技术实现数字颅骨模型的实体复制。建立具有颅骨信息查询和三维模型显示的无身源颅骨模型数据库。结果采用深度图像法可以获得颅骨的外表面模型,且通过调整扫描仪的参数使细节特征更清晰。采用CT断层影像法可以重建颅骨的内、外部结构,且对于牙齿具有更好的重建结果。建立数据库并将59例无身源颅骨样本信息和三维模型纳入数据库。结论三维建模和3D打印技术可实现对颅骨的重建和模型复制。无身源颅骨数据库的构建,可实现存储和管理颅骨样本的各类信息和三维数据,有助于查询和信息共享,对法医学实践有积极的应用价值。     

多层螺旋CT在交通事故损伤生物力学分析中的应用

目的探讨多层螺旋CT(multi-slice computed tomography,MSCT)及三维重建技术在交通事故损伤生物力学分析方面的应用价值。方法以真实案例为基础,通过MSCT扫描获得尸体断层影像,进行三维图像重建,结合尸体解剖、车辆勘验等结果综合分析交通事故撞击、碾压和挤压等行为方式中的生物力学过程,并与尸体解剖结果进行对比。结果 MSCT和三维重建获得了不同受力部位骨折的位置、骨折线走向以及骨内碎裂状况等原位特征,其对于骨折的精细还原优于尸体解剖。结论 MSCT和三维重建技术在原位特征的再现、图像的易操作性以及证据的保全等方面凸显优势,可对道路交通事故损伤生物力学分析起补充和引导作用。     

高精度三维人脸图像数据库

3D人脸图像数据库广泛应用于计算机视觉、动画绘图设计、医学等很多领域。在法庭科学领域,采集三维人脸图像并建立数据库,可进行人像特征分类、统计人像特征的分布以及训练人像模型,这些分析是人像比对和识别的基础。与传统的二维数据库相比,三维(3D)人脸图像库能够提供更多信息,例如,三维人脸图像的空间结构和形状包含多视角轮廓。3D人脸图像采集方法包含多视角几何信息的方法、结构光的方法和3D扫描仪的方法,这些方法有不同的采集设备和环境。国内外已经建立了几个有代表性的3D人脸图像数据库,例如MPI实验室的MPI和BJUT的BJUT-3D,但这些库在分辨率和精度方面尚有不足。本文首先回顾了MPI、BJUT-3D数据库和它们的采集环境,然后对建立中国人的高精度3D人脸图像数据库进行探索研究。用彩色手持三维扫描仪(Artec Spider)采集了1100个3D人脸图像,这些图像包含彩色纹理和深度信息(几何形状和点云),每个人脸图像的几何形状的采样点数目超过2000万,三角面片数目超过4000万。与BJUT-3D人脸数据库在人脸形状、分辨率和纹理等方面的比较结果显示,本研究采集的人脸图像有更高的精度,在嘴巴、鼻子、眼睛等方面比其他数据库中的人脸图像显示了更多的细节。建立的数据库将会支持在3D人像识别和算法评估方面的进一步工作。     

三维人脸图像的数据采集与预处理

在对人脸图像的研究中,三维图像可以弥补二维图像不能解决的多姿态多角度等问题,因此越来越受到重视。如何高效地大规模采集高清三维人脸图像仍是目前面临的一个值得深入研究的课题,包括设备选用、质量控制以及获取图像后的处理方法等。本文介绍了1100多份高清三维人像采集和处理过程中的方法、技巧以及需要注意的问题。一是设备的选择。在对扫描设备做了大量的资料查阅和性能比较后,选用了Artec Spider手持式3D扫描仪,它不仅使用方便且可以较好地获取被扫描物体的深度信息和彩色纹理,测量精度可达微米级别,适合用于获取高分辨的三维人脸图像。其次是在获取大量的三维脸像样本中如何做好图像质量的控制。由于手持式扫描仪在采集过程中易受到人为操作的不稳定因素影响,本研究摸索出适用的操作流程以提高采集质量和效率。三是采集后的数据处理。获取的原始数据是经过计算机实时配准的几百至上千个曲面的集合,采用了人工干预的方法来进一步提高曲面配准的精度。在大规模样本采集效率的分析方面,通过对预处理前后的图像质量、平均处理时间和单个样本的曲面采集数之间的关系进行分析,得出采集的曲面数在500~700帧之间的样本质量为最佳。     

基于单波长红外图像检验纸载体表面目标物 K粉的研究

目的 建立快速评估4种纸张载体表面是否存在K粉的无损检验方法.方法 采集纸载体表面可能附着K粉区域的红外图像,以K粉红外特征吸收峰获得对应的单波长红外图像,据图像分析区域内表征的各组分红外光谱和空间分布信息评估K粉的存在.结论 该检验方法所需样品量少,为无损检验,可快速评估纸载体表面是否存在K粉,为气质联用等检验方法提供定性检验目标.     

电子计算机细胞图像分析

细胞图像的观察手段有许多种,从光学显微镜到电镜,但分析细胞图像的方法是依靠人的眼睛观察来完成的,这样或多或少带来主观臆测,并且不能对细胞进行定量分析。应用电子计算机的图像分析系统对细胞图像的分析是芝加哥大学医学院细胞实验室在七十年代初首先提出,到了八十年代初美国的航空和宇航局约翰逊空间中心的细胞图像分析实验室完成了细胞三维图像分析,以后又完成了图像分析系统的一般操作规     

基于深度学习的MRI骨龄评估研究进展

骨龄作为年龄认定的重要依据之一，是法医学的重点研究内容。现有主流骨龄评估方法多基于骨关节X线片，虽已达到较高的准确性，但此类方法主要基于人工阅片，耗时、依赖经验，且非诊疗目的的放射性检查当下备受争议。磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）是无辐射的三维断层图像，具有优越的骺板软骨成像能力，可清晰显示骨骺生长发育情况，将骨骼MRI用于骨龄评估已成为解决辐射风险的可行策略。同时，随着深度学习的不断进步与发展，使其在图像分析和大数据处理方面的优势逐渐显现。因此，将深度学习与骨骼MRI有机融合进行骨龄评估已成为近年来法医骨龄评估领域新的研究前沿和热点。基于此，通过综述近年来国内外基于深度学习的MRI骨龄评估研究，系统总结了基于深度学习及骨骼MRI的骨龄评估新技术、新方法，以期为骨龄评估研究提供新的思路与参考。     

利用放射性核素骨显像检查鉴别鼻部骨折新旧程度回顾性法医学分析

目的 利用放射性核素骨显像检查鉴别鼻部骨折的新旧程度.方法 对48例疑似陈旧性鼻部骨折伤者放射性核素全身骨显像、局部断层骨显像及CT融合图像在鼻部骨折处放射性分布、浓聚情况的分析,鉴别鼻部骨折的新旧程度.结果 48例中8例放射性核素全身骨显像、局部断层骨显像及CT融合图像在鼻部骨折处显示放射性分布增高、浓聚区,诊为新鲜骨折,评定为轻伤;40例在鼻部骨折处未见明显异常放射性分布增高、浓聚区,诊为陈旧骨折,与本次外伤无因果关系.结论 放射性核素骨显像检查在鉴别鼻部骨折新旧程度方面可得到满意结果.     

新疆维吾尔族男性三维人脸图像的年龄估计与年龄面貌重构

目的基于新疆维吾尔族男性三维脸部图像寻找与年龄相关的脸部特征,构建年龄估计模型,重塑个体衰老及年轻时的脸部图像。方法使用Artec Studio软件对采集的105例17~57岁新疆维吾尔族男性人脸三维图像预处理。用Face Analysis软件将人脸图像转为高密度三维点阵数据,使每张图像可用32 251个点所表示。利用广义普鲁克分析法对人脸图像进行中心化校正并统一至同一坐标系。采用偏最小二乘回归法建立年龄估计模型。将年龄相关脸部形态特征的变化展现在平均脸的热图上,并基于该模型进行不同年龄的脸部图像重构。结果随着年龄的增长,平均脸会发生鼻唇沟加深、脸颊凹陷、颧骨突出、眼角下垂等变化。估计年龄和真实年龄之间的Pearson相关系数为0.71,估计年龄的平均绝对偏差(mean absolute deviation,MAD)为6.37岁,30~40岁组的年龄估计结果最准确(MAD值为4.27岁),40岁以后偏差随年龄上升。合成的脸部图像随年龄增长脸部形态变化和衰老效果明显。结论本研究在维吾尔族人群中揭示了年龄相关的脸部特征和衰老标记,建立了可靠的年龄估计模型。     

基于MSCT和Mimics软件构建人体颅骨三维有限元模型

目的 建立人体颅骨的有限元三维模型,探索人体颅骨有限元模型在生物力学分析中的价值.方法 用MSCT对尸体头部扫描后.使用Mimics建模软件对CT二维图像进行三维重建,并对原始三维颅骨模型优化,然后对模型进行面网格和体网格划分,利用ANSYS有限元分析软件验证颅骨被物体打击和颅骨撞击地面的不同应力变化.结果 原始三维颅...     

Accuracy of facial soft tissue thickness measurements in personal computer-based multiplanar reconstructed computed tomographic images

The purpose of this study was to determine the precision and accuracy of facial soft tissue measurement using personal computer (PC)-based multiplanar reconstructed (MPR) computed tomography (CT) images and to evaluate the effect of the various CT scanning protocols on the facial soft tissue thickness measurement. Thirteen different CT imaging protocols were used to image a cadaver head. MPR reformations and three-dimensional (3D) reconstructions viewed on a laptop PC were used to make measurements at six specific sites on each set of images. These measurements were compared to physical measurements at the same sites. Increasing the slice thickness resulted in decreased image quality. Within the same slice thickness, increasing the pitch ratio in the spiral mode, resulted in decreasing image quality. The image quality of conventional CT scanning was relatively poorer than that of the spiral CT scanning. However, the mean deviation from the physical measurement was within 0.43 mm in every instance. This mean deviation was quite small and clinically acceptable for measuring the soft tissue thickness of the facial area. PC-based MPR CT images of the face using routine scanning CT protocols can be used to accurately measure soft tissue thickness in the facial region. However, for more fine and accurate data collection, scanning protocols with slice thicknesses less than 5mm, and a spiral/helical mode pitch less than 2:1 are recommended.     

骨折鉴定中MSCT及图像后处理的诊断与应用

目的探讨多层螺旋CT(MSCT)及其图像后处理功能在骨折法医鉴定中的诊断与应用价值。方法对366例法医鉴定者行薄层扫描并进行表面遮盖成像(SSD),透明化X线模拟投影(see-through)和多平面重建(MPR)处理。对所得图像进行诊断和分型。结果准确诊断并对134例鼻骨、98例眼眶和21例颅骨骨折进行分型。正确显示36例肋骨骨折、4例肩胛骨骨折、24例脊柱骨折和27例四肢骨及关节骨折。利用透明化X线模拟投影等技术鉴别陈旧性骨折18例。结论MSCT及图像后处理在骨折法医鉴定中具有重要实用价值,可为伤害等级鉴定提供有力的法医学依据。     

骨折法医鉴定中多层螺旋CT（MSCT）重建技术的应用分析

目的探讨MSCT及后处理功能在法医鉴定中的应用方法。方法对366例法医鉴定者行MSCT薄层扫描并表面遮盖成像(SSD),透明化X线模拟投影(see-through)和多平面重建(MPR)处理。分析技术参数和应用方法。结果采集层厚1~3mm,重建间隔0.5~1mm。SSD重建366例,其中细小骨折显示欠佳,4例眼眶重建出现“假孔”。21例关节分解后关节面显示清晰。透明化X线模拟投影重建18例,准确鉴别新鲜与陈旧骨折。MPR重建366例,显示骨折326例。结论选择适宜的后处理技术并联合应用可更好的显示骨折,为法医鉴定提供高质量图像。     

正常鼻骨细微解剖结构的MSCT影像学形态及法医学鉴定

目的：通过对正常鼻骨多层螺旋CT （multi-slice spiral CT,MSCT）扫描及三维图像特征的观察,总结鼻骨细微解剖结构。方法对120例鼻骨无外伤史、无疾病史的志愿者行鼻区MSCT横断面扫描,重建层厚0.6 mm、层距0.5 mm的骨窗图像并导入Syngo Imaging XS软件中,进行三维图像重组。观察并分析鼻骨细微解剖结构的形态特征。结果正常鼻骨的细微解剖结构由四缝、两孔及一缘组成。其中四缝包括左、右鼻颌缝,鼻额缝以及鼻间缝,两孔为左、右鼻骨孔,一缘是鼻骨下缘。在某些个体,鼻间缝间会出现游离的缝间骨。鼻骨孔多为小孔状,但也有少数个体为线条状。鼻骨下缘可分为平直型、波浪型、倒尖峰型、月牙铲型以及其他类型。结论鼻骨解剖形态多样化且个体差异性较大,采用MSCT及三维图像重组技术,结合其外伤史有利于正确分辨鼻骨正常解剖结构和骨折。     

CT在肋骨骨折认定中的价值及骨折的力学分析

目的探讨在法医学鉴定中普通X线片难以确定的肋骨骨折,以CT技术加以显示的方法,并阐明肋骨骨折的力学原理。方法对17例普通X线技术显示困难的肋骨骨折行CT扫描,采用薄层平滑和高分辨率重建、表面遮盖法和多平面重建观察,确定肋骨骨折的部位、数量、形态、移位和骨痂形成情况等信息。结果17例X线平片难以确定的骨折,通过上述CT扫描和后处理重建技术,均得到满意的结果。通过骨折力学分析和影像观察,将间接暴力导致肋骨骨折的力矩分成垂直和旋转两类,从而提出垂直型和旋转型肋骨骨折的分类。结论对普通X线平片难以确定的肋骨骨折,建议采用薄层CT扫描,沿肋骨长轴多平面重建观察,结合肋骨骨折的力学原理,有助于避免将急性旋转型肋骨骨折误诊为陈旧骨折。     

数字虚拟切片技术在武汉市中心城区水域春季硅藻调查中的应用

目的建立武汉市中心城区水域春季的硅藻形态及相对构成比数据库。方法2012年3、4月期间,在武汉市中心城区的主要河流、湖泊、公园水域中共选取32个采水点并进行水样采集,利用数字虚拟切片工作站（OLYMPUS-DotSlide）采集图像,对硅藻进行种属鉴别和计数。结果共检见14种硅藻藻属,各水域所含硅藻种类及相对构成比有所差异。结论本研究结果提高了硅藻的阳性检出率、计数的准确率以及溺死诊断的效率,可为溺死案件中相应水域的硅藻比对提供基础检测平台,为溺死地点的推断提供依据。     

MSCT及图像后处理在鼻骨骨折法医鉴定中的应用

目的探讨多层螺旋CT(MSCT)及图像后处理在鼻骨骨折法医学鉴定中的应用价值。方法采用MSCT对134例被鉴定人进行薄层扫描并行多平面重建(MPR)和表面遮盖成像(SSD)。比较MSCT与常规X线诊断结果。结果线型骨折55(41.04%)例,粉碎型骨折46例(34.33%),凹陷型骨折27例(20.15%),未见骨折6例(4.48%)。X线平片及CR片漏、误诊48例(35.82%)。MSCT正确诊断133例(99.25%)。两者诊断结果存在显著差异(χ2=45.0816,P<0.001)。结论MSCT及后处理图像应作为鼻骨骨折法医鉴定的主要依据。     

Correlation of age and ossification of the medial clavicular epiphysis using computed tomography

OBJECT: The aim of this study was the examination of relationship between the age and the ossification of medial epiphysis of the clavicle referred to CT examination. MATERIALS AND METHODS: Concerning the epiphyseal ossification of the clavicle CT's of 100 patients (50 male and 50 female) between 16 and 25 years (10 patients for each year) were analyzed by three viewers. RESULTS: In the legal relevant age segment (16-25a) we saw a turnover from stage 3 to stage 4 at the age of 21 years. The calculated empiric distribution function showed 95% of stage 4 over 21 years while 75% of the patients with stage 3 were under 21 years. A reconstruction kernel suitable for osseous structures should be used, images should be viewed or presented in a bone window. CONCLUSION: According to these results it can be concluded that a person with stage 4 is probably 21 years or older, while a stage 3 leads to an estimated age under 21 years. On the other hand, a confidence level of 99.67% is not reached. Therefore, CT of the medial epiphysis of the clavicle will only be suitable for age estimation around the age of 21 years, if this relevant statistic obstacle is defeated. Bearing this in mind, further studies are needed to evaluate slice thickness as the most critical parameter.     

Forensic Considerations for Preprocessing Effects on Clinical MDCT Scans

Manipulation of digital photographs destined for medico‐legal inquiry must be thoroughly documented and presented with explanation of any manipulations. Unlike digital photography, computed tomography (CT) data must pass through an additional step before viewing. Reconstruction of raw data involves reconstruction algorithms to preprocess the raw information into display data. Preprocessing of raw data, although it occurs at the source, alters the images and must be accounted for in the same way as postprocessing. Repeated CT scans of a gunshot wound phantom were made using the Toshiba Aquilion 64‐slice multidetector CT scanner. The appearance of fragments, high‐density inclusion artifacts, and soft tissue were assessed. Preprocessing with different algorithms results in substantial differences in image output. It is important to appreciate that preprocessing affects the image, that it does so differently in the presence of high‐density inclusions, and that preprocessing algorithms and scanning parameters may be used to overcome the resulting artifacts.     

Application of superimposition-based personal identification using skull computed tomography images

Superimposition has been applied to skulls of unidentified skeletonized corpses as a personal identification method. The current method involves layering of a skull and a facial image of a suspected person and thus requires a real skeletonized skull. In this study, we scanned skulls of skeletonized corpses by computed tomography (CT), reconstructed three-dimensional (3D) images of skulls from the CT images, and superimposed the 3D images with facial images of the corresponding persons taken in their lives. Superimposition using 3D-reconstructed skull images demonstrated, as did superimposition using real skulls, an adequate degree of morphological consistency between the 3D-reconstructed skulls and persons in the facial images. Three-dimensional skull images reconstructed from CT images can be saved as data files and the use of these images in superimposition is effective for personal identification of unidentified bodies.