多普勒血流超声医学图像的动态三维重建

目的：将超声医学图像三维重建技术与多普勒血流成像技术结合起来，实现超声血流图的动态三维重建。方法：通过对多普勒血流图的彩色编码方式的研究，利用多普勒血流图中Color Bar的信息，解决了从原始多普勒血流图中分离解剖结构和功能信息的问题，实现了心腔内血流的动态三维重建及与心脏解剖结构的三维融合显像。结果：对临床人体实验获取的超声血流图像进行三维重建，所得重建图中，血流信息与解剖结构之间的相互关系正确，与心脏解剖生理情况相符，证明了方法的可行性和有效性。结论：结合超声医学图像三维重建技术和多普勒成像技术，实现超声医学图像功能三维重建，提供更多的医学信息，是超声医学成像技术的发展方向，具有巨大的应用前景。     

多普勒血流超声医学图像的动态三维重建

目的将超声医学图像三维重建技术与多普勒血流成像技术结合起来,实现超声血流图的动态三维重建. 方法通过对多普勒血流图的彩色编码方式的研究,利用多普勒血流图中Color Bar的信息,解决了从原始多普勒血流图中分离解剖结构和功能信息的问题,实现了心腔内血流的动态三维重建及与心脏解剖结构的三维融合显像. 结果对临床人体实验获取的超声血流图像进行三维重建,所得重建图中血流信息与解剖结构之间的相互关系正确,与心脏解剖生理情况相符,证明了方法的可行性和有效性. 结论结合超声医学图像三维重建技术和多普勒成像技术,实现超声医学图像功能三维重建,提供更多的医学信息,是超声医学成像技术的发展方向,具有巨大的应用前景.     

可视化脾切除仿真手术的临床应用探讨

目的研究64排螺旋CT脾脏扫描数据的三维重建方法和脾切除的可视化仿真手术效果。方法采集脾脏64排螺旋CT的原始扫描数据,通过自适应区域生长算法对CT序列图像进行图像程序分割和自动提取,采用自行研发的图像处理软件对分割后的图像进行三维重建,再将重建后的数据以STL格式导入FreeForm Modeling System中进行修饰、平滑处理,利用GHOST SDK软件开发出各种仿真手术器械,利用PHANTOM力反馈设备进行脾切除术前的可视化仿真手术研究。结果自适应区域生长算法进行脾脏图像程序分割速度快、效果好,可获得满意的脾脏分割数据;三维重建出来的图像结构清晰,可真实再现脾脏和周围重要器官及管道的结构;仿真脾切除手术精确逼真、形象生动,且能一定程度上感受在手术台上直接操作的感觉,沉浸感强,交互性好,效果满意。结论脾脏的三维重建和可视化仿真手术可以让术者在手术前对脾脏周围的三维解剖结构有清晰的了解,对降低手术风险、减少手术并发症、提高手术效果有很大的帮助。     

基于PC机的医学图像三维表面重建

目的：利用CT，MR等获得的图像，重构出器官、骨骼或组织的三维形体，帮助医生诊断、治疗或制订手术方案。方法：Shear-Warp算法通过将三维数据场的投影分解为错切变换（shear)和变形变换（warp)两步来实现三维重建，显著减少了计算量，先对体数据进行错切变换，然后在错切空间根据阈值法获取三维表面，根据光照模型得到三维表面的亮度，最后通过变形变换得到最终的结果图像，结果：提出了一种基于Shear-Warp投影原理快速显示三维表面的直接重建算法。结论：与其他表面重建算法比较，这种算法不需要预处理，重建过程中不必生成中间数据，在无硬件加速的条件下，能在普通微机上实现医学图像的快速三维表面重建。     

MSCT尿路造影技术的临床应用价值

目的探讨MSCT尿路造影技术的临床应用价值。方法回顾性分析有临床症状并行CT尿路造影的病例50例,通过常规平扫、动脉期、静脉期、延迟期扫描将所获得的数据进行MPR、MIP、CPR及VR三维重建。然后对获得的影像进行分析。结果所有病例均可成功重建出双肾、输尿管和膀胱的三维图像,能够通过旋转、放大等清晰显示全尿路及其局部细微结构、形态、走形及与周围组织的关系。结论通过MSCT对全尿路的适当扫描,对采集的数据进行各种三维重建,能够大大提高病灶检出的阳性率和诊断率。     

三维超声整体旋转法及切割旋转法在膀胱肿块诊断中的价值

目的 研究三维超声整体旋转法及切割旋转法在膀胱肿块诊断中的价值.方法 使用三维超声工作站与普通超声机连接.图像采集首先对检查的肿瘤进行常规二维扫查,然后采用扇形自由扫查方式匀速采集图像,将图像传入工作站,工作站对数据进行处理并做三维图像重建;用整体旋转法及切割旋转法观察膀胱肿块.结果 27例膀胱肿块均获得良好的三维超声重建,整体旋转法能多角度地显示肿块及膀胱内壁的表面三维形态;切割旋转法除了能显示膀胱及肿块的表面三维形态外,当切割到肿块时还能清楚地显示肿块实质与周围组织不同切面超声表现.结论 三维超声整体旋转法及切割旋转法比常规二维超声能提供更多的诊断信息,明显优于二维超声图像,在临床中具有很高的应用价值.     

基于PC机的虚拟内窥镜成像算法

目的对现有的虚拟内窥镜成像方法进行改进 ,使之能够在PC机上运行。方法传统算法在观察点位置变化时 ,应先对所有原始体数据进行三维坐标变换后再作透视投影 ,本文算法只对被观察的那部分数据进行处理 ,减少不必要的坐标变换 ,并将坐标变换、表面检测、透视投影等紧密结合 ,在一次光线跟踪过程中完成这些计算以减小计算量 ;直接对原始体数据进行投影 ,无需先对体数据进行插值 ,因此不用保留插值的中间结果 ,减少了内存消耗 ;在成像过程中自动排除与成像结果无关的数据 ,使它们不参与插值 ,不参与投影 ,进一步提高了计算速度。结果设计出基于PC机的虚拟内窥镜系统 ,并用大小为 5 1 2× 5 1 2的CT图片 ,绘制了胸部气管的内窥图像 ,以验证本文算法的有效性。结论所提出的算法能够在PC机上实现 ,有助于虚拟内窥镜系统的推广应用     

颌面外科及正畸中三维CT的临床应用

目的：探讨三维CT在颌面外科和正畸中的应用价值。资料与方法：颌面部骨折55例，颌面部肿瘤14例，颌骨及牙发育畸形14例。所有病例均经螺旋CT扫描后进行骨的表面重建，肿瘤患者还行肿瘤区的多平面重建，颌骨畸形牙咬合错位者利用牙科软件行牙体的表面重建和牙根的多面重建。重建图像分别与原始轴位图、手术所见对照，并与正畸模型进行对照。结果：（1）55例颌面骨部折和14例颌面部肿瘤三维重建图像显示的骨折、肿瘤部位与原始轴位图显示一致，与手术所见相符，而且立体感更强。（2）14例颌骨及牙发育畸形三维重建图像清楚显示颌骨畸形、牙咬合错位牙根方向的情况。根据三维图像制订、实施手术方案和短形正畸计划，获得良好的效果。结论：三维CT可准确地显示颌骨的病变，可多方位、多角度观察病变，立体感强，有助于颌面外科疾病的治疗、手术计划的制订和实施，牙科软件行牙的表面重建及牙根的多平面重建，能清楚地显示各个牙根的走向，为牙的矫形、种植术前计划起重要的指导作用。     

螺旋CT三维重建对腰椎峡部裂并滑脱的诊断价值

目的探讨螺旋CT扫描后三维重建的影像特点和诊断价值。方法对37例腰椎峡部裂患者进行螺旋CT扫描后,行各种三维技术重建。结果轴位原始图像对骨赘、瘢痕增生、椎间盘病变等征像显示清晰;矢状面、45°斜矢状面、反角度(平行于椎弓)平面所使用的任意平面重建、最大密度投影及以沿椎弓画出的曲面图像对峡部裂的显示率均达到100%;表面重建图像在显示峡部裂方面不及最大密度投影、多平面重建及曲面重建图像,但图像直观,且在显示骨赘和椎体滑脱方面效果良好。结论螺旋CT三维重建对腰椎椎弓峡部裂及其所引起的相关改变具有良好的显示效果,为临床治疗方案的的选择提供可靠依据。     

螺旋CT扫描三维重建在骨关节疾病诊断中的临床应用

目的:探讨螺旋CT扫描三维成像技术对骨关节疾病的临床应用价值。材料与方法:对于39例骨关节疾病患者进行螺旋CT薄层扫描,重叠重建及骨算法重建,然后通过软件功能行三维重建。通过旋转三维图像从最佳角度来观察病变的立体形态及其与周围结构的关系。结果:颅骨及颌骨骨折20例,胸椎骨折3例,腰椎骨折3例,肩胛骨骨折1例,髋关节骨折3例;左股骨慢性骨髓炎1例,胸椎结核2例,膝关节退行性变1例,肘关节感染2例,颈椎及胸椎先天畸形2例,踝关节合并足骨多发转移瘤1例。结论:螺旋CT扫描三维重建可作为横轴CT图像和二维图像的重要补充,它可更直观地显示病变的立体形态,尤其在解剖结构复杂的颅底、颌面、脊柱、关节、手和足疾病的诊断和临床治疗中有重要的指导作用。     

Computer system for four-dimensional transesophageal echocardiographic image reconstruction.

This paper presents a system for reconstructing a four-dimensional (4D) heart-beating image from transesophageal echocardiographic (TEE) data acquired with a rotational approach. The system consists of the necessary processing modules for two-dimensional (2D) echocardiogram reformation and 3D/4D-image reconstruction. These include the modules of image decoding, image re-coordinating, and three-dimensional (3D) volume rendering. The system is implemented under PC platform with Windows 95 operating system (with Intel Pentium-166 CPU, 64 MB RAM on board, and 2.0 GB hard disk capacity). It takes 6 min to reconstruct a 4D echocardiographic data set. The resultant 2D/3D/4D echocardiographic image provide the tools for investigating the phenomenon of heart beating, exploring the heart structure, and reformatting the 2D echocardiograms in an arbitrary plane. The functions provided by the system can be applied for further studies, such as 3D cardiac shape analysis, cardiac function measurement, and so forth.     

颌面骨螺旋CT扫描和三维重建参数的研究

通过对颅骨螺旋ＣＴ扫描和三维重建参数的选择,以获得最佳三维图像。材料与方法,采用砂颅各２个及２位正常志愿者,采用不同层厚和床速的螺旋ＣＴ扫描,并行不同间隔、不同阈值的表面阴影显示法三维重建。结论薄的层厚,重叠重建,、适当的阈值可获得最佳的颅骨三维图像。     

Comparison of septal defects in 2D and 3D echocardiography using active contour models

Three-dimensional ultrasound is emerging as a viable resource for the imaging of internal organs. Quantitative studies correlating ultrasonic volume measurements with MRI data continue to validate this modality as a more efficient alternative for 3D imaging studies. However, the processing required to form 3D images from a set of 2D images may result in a loss of spatial resolution and may give rise to artifacts. This paper examines a method of automatic feature extraction and data quantification in 3D data sets as compared with original 2D data. This work will implement an active contour algorithm to automatically extract the endocardial borders of septal defects in echocardiographic images, and compare the size of the defects in the original 2D images and the 3D data sets.     

电子束CT在主动脉瘤诊断中的临床应用

目的　评价电子束CT(electronbeamcomputedtomography ,EBCT)血管造影及三维重建在主动脉瘤诊断中的临床应用价值。方法　收集经EBCT诊断的主动脉瘤 3 2例 ,男 2 4例 ,女 8例 ,其中 9例与手术结果作了对照。胸主动脉扫描采用单层步进容积增强扫描序列 (SVS ) ,心电门控采像 ;腹主动脉扫描采用单层连续容积增强扫描序列 (CVS ) ,无心电门控。所得图像进行后处理三维重建 ,主要采用多层面重组法 (MPR )、最大密度投影法 (MIP )、表面阴影显示法 (SSD )、容积再现法 (VR )进行处理。结果　 3 2例主动脉瘤中 ,真性主动脉瘤 8例 ,假性动脉瘤 5例 ,夹层动脉瘤 19例。其中 9例动脉瘤接受手术治疗 ,手术证实EBCT诊断符合率为 10 0 %。结论　EBCT血管造影可获得高分辨率的大血管解剖影像 ,三维重建图像能直观地显示主动脉瘤病变的范围、大小形态及夹层动脉瘤内膜撕裂口 ,对诊断具有优良价值 ,并能指导手术。在主动脉瘤的诊断上 ,可取代常规血管造影。     

电子束CT气管、支气管树三维重建的评价

目的：评价电子束CT（EBCT）肺扫描图像的三维重建效果及影响因素。材料和方法：研究对象80例，均接受EBCT扫描。扫描条件：130kV/630mA,层厚／间隔分别有6mm/6mm,3mm/3mm,3mm/1.5mm和1.5mm/1.5mm等不同的扫描组合；扫描方式：连续容积扫描（CVS）。其横断面图像转入Insight工作站进行三维重建，重建方式为遮盖表面显示法（shaded surface display,SSD)。重建阈值为－500Hu－-300Hu。结果：3mm层厚／间隔连续容积扫描的三维重建图像可良好地显示部分段及以上的支气管、气管。3mm/3mm层厚／间隔和1.5mm/1.5mm层厚／间隔扫描组的左主、左上叶、左尖后段支气管三维重建图像的评分间均无显著差异，而其积分均高于6mm/6mm层厚／间隔扫描组，有统计学意义。结论：EBCT气管、支气管树三维重建可良好地显示气管以及部分段和段以上的支气管；3mm层厚／间隔连续容积扫描是EBCT气管、支气管树三维重建临床最适合的扫描参数。     

基于Amira软件的小腿外侧供区皮瓣三维可视化设计

目的 利用个人电脑(PC),结合图像处理软件Amira 4.1对小腿外侧皮瓣进行三维重建,建立皮瓣动脉的可视化数字模型.方法 明胶-氧化铅混悬液灌注的新鲜成人标本1具,行下肢多排螺旋CT扫描,观测腓动脉的分布及彼此间的吻合情况,将数据输入个人PC,利用Amira软件,经剪切、分割、表面重建及体绘制等步骤,根据解剖结构特点,对皮肤及其血管进行三维重建,获得立体形态的动脉皮瓣结构.结果 重建了皮瓣主要构成,重建的三维结构可以多彩色、透明或任意组合显示,经不同角度观察,整体显示清晰、实体感强,皮肤、动脉的相互关系一目了然.在三维表面重建的图像中可清楚地观察各解剖结构的形态,特别是皮瓣动脉的分支及其体表投影得到了很好的显示.结论 小腿外侧皮瓣三维重建对基础研究、临床试验及手术规划具有重要价值,应用Amira软件可为三维建模提供基础.     

Reconstruction of 3D dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging using nonlocal means

Purpose

To develop and test a nonlocal means‐based reconstruction algorithm for undersampled 3D dynamic contrast‐enhanced (DCE) magnetic resonance imaging (MRI) of tumors.

Materials and Methods

We propose a reconstruction technique that is based on the recently proposed nonlocal means (NLM) filter which can relax trade‐offs in spatial and temporal resolutions in dynamic imaging. Unlike the original application of NLM for image denoising, the MR reconstruction framework here can offer high‐quality images from undersampled k‐space data. The method is based on enforcing similarity constraints in terms of neighborhoods of pixels rather than individual pixels. The method was applied on undersampled 3D DCE imaging of breast and brain tumor datasets and the results were compared to sliding window reconstructions and to a compressed sensing method using total variation constraints on the images.

Results

Undersampling factors of up to five were obtained with the proposed approach while preserving the spatial and temporal characteristics. The NLM reconstruction method offered improved performance over the sliding window and the total variation constrained reconstruction techniques.

Conclusion

The reconstruction framework here can give high‐quality images from undersampled DCE MRI data and has the potential to improve the quality of DCE tumor imaging. J. Magn. Reson. Imaging 2010;32:1217–1227. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.     

应用高分辨率CT局部放大重建提高肺部小结节结构精准诊断的价值

目的探讨局部放大重建在肺部小结节结构精准诊断上的价值。方法使用常规胸部CT条件扫描质控模型Catphan500体模,关闭自动辐射剂量调节技术。根据扫描和重建方式不同分为改变扫描FOV组与改变重建FOV组,改变扫描FOV组控制扫描FOV分别为500 mm×500 mm、400 mm×400 mm、300 mm×300 mm、200 mm×200 mm、100 mm×100 mm,改变重建FOV组控制扫描FOV为500 mm×500 mm,分别在扫描FOV为500 mm×500 mm的条件下使用原始数据重建FOV为400 mm×400 mm、300 mm×300 mm、200 mm×200 mm、100 mm×100 mm的图像,控制其他条件均一致。观察Catphan 500体模高对比度分辨率模块,比较两组图像在不同扫描FOV或不同重建FOV下的线对数。回顾性分析2018年2月至3月浙江大学医学院附属第二医院肺部小结节患者35例,均行胸部高分辨率CT平扫,使用原始数据重建图像,常规重建组的重建FOV为320 mm×320 mm,局部放大重建组的重建FOV为100 mm×100 mm,分别对图像质量进行主观评价并采用秩和检验进行比较。结果使用质控模型Catphan 500体模扫描时,随着扫描FOV或重建FOV的逐渐缩小,改变扫描FOV组与改变重建FOV组高对比度分辨率模块图像能显示的线对数逐渐增大,且保持一致。常规重建组的图像质量评分为(3.86±0.50)分,局部放大重建组(4.77±0.35)分,局部放大重建组评分高于常规重建组,差异有统计学意义(Z=-5.763,P<0.05)。结论高分辨CT局部放大重建图像能取得与局部放大扫描一致的图像质量,局部放大重建图像质量优于单纯图像放大。     

多层螺旋CT三维成像在肋软骨骨折诊断中的应用

目的:探讨多层螺旋CT(MSCT)三维重组在肋软骨骨折诊断中的价值。方法:对50例正常对照组和19例胸部外伤临床拟诊肋软骨骨折患者组行多层螺旋CT容积扫描和薄层重建,于工作站上进行VR、MIP、MPR三维图像重组,由2位有经验的放射科医师对后处理图像进行观察。结果:所有受检者均获得较满意的重组图像,19例胸部外伤患者,CT共发现肋软骨骨折23处,肋骨骨折8处。螺旋CT三维重组图像能清晰显示骨折部位、数目及断端移位情况;肋软骨骨折三维重组图像表现特征包括肋软骨钙化中断伴断端错位和肋软骨条状略高密度影的不连续。结论:多层螺旋CT三维成像能清晰显示肋软骨骨折的部位、形态,为肋软骨骨折的诊断开创了一条全新途径,可望成为检测肋软骨骨折的最佳影像学方法。     

螺旋CT轴位扫描及重建诊断隐匿性骨折的临床价值

目的:探讨螺旋CT轴位扫描及重建(MPR、3D)在隐匿性骨折诊断中的临床价值。方法:选择33例隐匿性骨折患者,将螺旋CT扫描(2~5 mm)的容积数据转输至工作站进行MPR和3D处理,并对轴位、MPR和3D图像进行比较。结果:轴位平扫33例均显示了隐匿性骨折的基本情况,MPR图像25例从多平面、曲面显示了隐匿性骨折及周围结构,3D图像29例通过旋转和切割技术充分暴露病变,直观、逼真地显示隐匿性骨折立体关系。结论:螺旋CT对隐匿性骨折的诊断具有较高应用价值。MPR、3D及轴位图像的联合应用,可为临床医师提供立体、直观、多方位的影像信息,有利于临床治疗方案的选择。