计算机辅助医学图像三维重建的算法分析

背景：三维重建技术是采用计算机技术对二维医学图像进行边界识别,重新还原出被检组织或器官的三维图像。目的：分忻在不同情况下进行医学图像三维重建时如何进行算法的选择。。方法：采用计算机检索中国期刊全文数据库和Pubmed数据库。中文检索词为“医学图像,三维重建,面绘制,体绘制”,英文检索词为“medicalimages,three—dimensionalreconstruction,surfacerendering,volumerendering”。检索与医学图像三维重建算法相关的文献33篇,从面绘制重置方法和体绘制重置方法的实现原理、实现复杂度、实时显示情况等方面进行分析。结果与结论：目前,医学图像三维重建根据绘制过程中数据描述方法的不同可分为三大类：面绘制方法、体绘制方法和混合绘制方法。通过对面绘制和体绘制方法中不同算法的分析,可以看到面绘制方法在算法效率和实时交互性上是优于体绘制的,虽然面绘制方法在绘制时候会丢失许多细节,使得绘制图像效果不理想,但是由于其算法比较简单,占用内存资源少,所以目前得到了广泛的运用。体绘制方法是对体数据场中的体索进行直接操作,可以绘制出三维数据场中更丰富的信息,因此体绘制方法的绘制效果优于面绘制方法。     

多层螺旋CT三维重建在脾动脉瘤诊断中的价值

目的　探讨多层螺旋CT三维重建在脾动脉瘤诊断中的价值。方法　多层螺旋CT腹部检查发现 5例脾动脉瘤 ,均经DSA证实。其中 4例为腹部常规扫描模式所发现 ,1例行血管成像检查 ,扫描参数与常规扫描模式参数相同。血管三维成像方法为SSD ,MIP及容积显示技术 (VRT)。结果　应用多层螺旋CT常规扫描模式进行血管结构三维重建即可明确显示脾动脉瘤 ,VRT成像较SSD、MIP能较好地显示脾动脉瘤的特征。结论　多层螺旋CT三维重建在诊断脾动脉瘤方面具有明显优势 ,VR技术成像优于SSD及MIP ,可取代常规血管造影检查     

肠系膜动脉的64排螺旋CT血管造影

目的探讨影响肠系膜动脉64排螺旋CT血管造影成像质量的因素。方法 50例行全腹部MSCT动脉期追踪增强扫描,注射对比剂速率分别为3.0ml/s(23例)及4.0ml/s(27例),扫描获得原始数据后,采用容积再现(VR)、三维最大密度投影(3D MIP)、薄层滑块最大密度投影(STS-MIP)技术进行图像后处理。结果 50例肠系膜动脉均显示;对比剂注射速率为4.0ml/s肠系膜细小分支、肠壁血管网及吻合支的显示优于注射速率为3.0ml/s;VR及3D MIP图像可显示肠系膜动脉4-级以下分支;STS-MIP图像可显示4级以上分支至肠壁血管网,并可显示腹腔干(CA)与肠系膜上动脉(SMA)间、SMA内部及部分SAM与肠系膜下动脉(IMA)间吻合支;对于4级以下分支的显示VR及3D MIP更为直观,对于4级以上分支显示STS-MIP优于VR及3D MIP。结论 64排螺旋CT血管造影可获得良好的肠系膜动脉的图像,是一种无创、快捷、准确的检查方法,能为临床治疗肠系膜动脉病变提供依据。     

多层螺旋CT及三维重建对气管支气管疾病的诊断价值

目的评价螺旋CT及其三维重建技术在诊断气管、支气管疾病中的作用.方法 81例经临床证实的不同原因致气道狭窄患者行MPR (CPR)、MinIP、VR、SSD及CTVE成像,分析其影像学表现.结果五种三维重建图像及轴位图像对气管支气管肿瘤、内膜结核、肿瘤侵犯以及外伤等所致气道改变的显示各有优势.结论多层螺旋CT轴位图像结合其多种方式三维重建,互补长短,能提高诊断的准确性,并给诊断带来更多的信息,对临床具有一定的指导价值.     

三维二值掩模零化法结合体素绘制法切割及渲染CT与MRI体积数据

目的 观察三维二值掩模零化法联合体素绘制法对于切割及渲染CT与MRI体积数据的作用。方法 利用Matlab软件将DICOM形式头颈部CT、腹部平扫CT、正常头部MR T1WI及脑胶质瘤T1WI转化为体积数据，以半自动或手动方法获得相应掩模图像；基于原始掩模以零化法在x、y、z轴方向对体积数据进行正向与反向切割，结合三维体素绘制法对切割后的模型进行渲染。结果 所获目标结构原始掩模可在体素绘制后突出显示CT及MRI数据中的相应解剖结构。基于体素绘制法实现了以三维二值掩模零化法与原体数据点积后切割模型，结合手动输入不同阈值进行切割可显示脑胶质瘤及其毗邻结构。结论 三维二值掩模零化法联合体素绘制法可结合不同层面CT与MRI体积数据显示其内部结构。     

电子束CT在主动脉疾患诊断中的作用

目的:探讨电子束CT(EBCT)及其后处理技术在主动脉疾患诊断中的价值。方法:采用单层序列增强扫描(SSM)或连续容积增强扫描(CVS)方式行CT血管造影。三维重建方法分别采用最大密度投影法(MIP)、多层面或曲面重组法(MPR?CPR)、容积显示法(VRT)。CT仿真内窥镜技术(CTVE)用于显示血管内腔。结果:24例主动脉病变中,主动脉夹层16例,真性动脉瘤5例,假性动脉瘤3例。断层图像清晰显示主动脉夹层的内膜片、破口、分支动脉起源以及动脉瘤的形态、破口位置和瘤内血栓;三维重建技术可立体显示内膜片走行,主动脉全貌,动脉瘤大小、位置及其与周围组织关系;仿真内窥镜技术可动态观察血管内腔情况如破口、内膜片走行等。结论:EBCT诊断主动脉疾患尤其胸主动脉病变有重要价值,三维重建及仿真内窥镜图像对临床手术有重要指导作用。     

螺旋CT三维重建在正畸治疗埋伏多生牙中的应用

目的:探讨螺旋CT三维重建技术对颌骨埋伏多生牙的诊断价值。材料与方法:对39例颌骨埋伏多生牙患者作轴位薄层扫描,采用最大密度投影(MIP)、表面遮盖法(SSD)及容积重建(VR)三维重建技术,获得任意平面和任意曲面的三维图像。结果:39例计52颗埋伏多生牙均能清楚显示其数量、位置、大小、形状、唇腭侧、萌出方向及与邻牙的关系。结论:螺旋CT三维重建能够正确诊断埋伏多生牙及其相关情况,对正畸治疗具有重要指导意义。     

64层螺旋CT诊断先天性血管环

目的 探讨64层螺旋CT对先天性血管环的诊断价值.方法 回顾性分析32例先天性血管环患者的CT资料,并进行多平面重组(MPR)、最大密度投影(MIP)、最小密度投影(MinIP)、容积再现(VR)及图像融合技术,评价图像质量能否满足诊断要求以及图像重组的可行性.结果 32例患者的扫描图像均能够进行三维重组,重组图像能够很好地显示心血管解剖.MPR、VR重建图像直观显示血管环的组成及空间关系,MinIP及气管VR重建图像清晰显示气道形态及发育状况,图像融合技术可直观显示血管环与气管、食管的空间关系.结论 64层螺旋CT轴位扫描结合多种三维重建后处理技术可直观、清晰显示血管环的组成及与气管、食管间的毗邻关系,是检查血管环的有效手段.     

64排螺旋CT三维重建在寰枢椎损伤中的应用

目的 回顾性分析64排螺旋CT扫描及三维重建技术在寰枢椎损伤中的诊断价值.方法 23例寰枢椎损伤患者,均行64排螺旋CT扫描及后处理重建(包括MPR,MIP,VR),平扫层厚5.0 mm,重建层厚0.5 mm.结果 23例患者中,寰椎骨折5例,枢椎骨折18例,其中合并寰枢关节脱位5例.64排螺旋CT及后处理技术可以清晰显示骨折的部位及分型,寰齿间隙的改变.结论 64排螺旋CT三维重建技术是诊断寰枢推损伤的首选方法.     

From maximum intensity projection to volume rendering

Three-dimensional medical images can be generated with a variety of computer algorithms from computed tomography and magnetic resonance data sets. The most commonly used techniques are maximum intensity projection (MIP) and shaded surface display (SSD). Recently, volume rendering (VR) has become available on dedicated workstations, providing the possibility of interaction with data sets. All 3D rendering techniques represent a volume of data in 1 or more 2-dimensional (2D) planes, conveying the spatial relationships inherent in the data with the use of visual depth cues. Techniques and artefacts regarding MIP, SSD, and VR are described here, along with several models of clinical application.     

64层螺旋CT血管成像对下肢动脉硬化闭塞症的诊断价值

目的 探讨64层CT血管成像诊断下肢动脉硬化闭塞症的方法和临床价值.方法 对30例临床诊断为下肢动脉硬化闭塞症的患者行64排螺旋CT血管成像检查,对所有扫描原始数据行积再现,最大密度投影,冠状、矢状面多平面重组以及曲面重建.结果 30例患者CT血管成像检查均能清晰显示动脉血管影像,可以准确显示下肢动脉硬化病变血管情况.结论 64层CT血管成像能清晰地显示下肢动脉及其病变,对术前诊断及术后评价具有很高的临床价值.     

64层螺旋CT肺动脉造影在肺栓塞诊断中的应用

目的 利用64层螺旋CT肺动脉造影探讨肺动脉栓塞(pulmonary embolism,PE)的影像表现及其临床应用.方法 对18例Wells评分在2分以上,且临床疑诊为PE的患者,使用64层螺旋CT肺动脉造影检查,进行多平面重建(MPR)、最大密度投影(MIP)和容积再现(VR)后外理.结果 18例均确诊为PE.PE的直接征象:18例患者均见肺动脉腔内充盈缺损改变.1)中央性充盈缺损,呈双轨征和靶征3例;2)偏侧性充盈缺损9例;3)附壁性充盈缺损3例;4)完全性阻塞3例.部分患者可见PE的间接征象:1)肺梗死4例;2)支气管动脉扩张3例;3)胸腔积液10例;4)右室功能不全1例.结论 64层螺旋CT具有快速、准确、无创伤等优点,能清晰显示PE的直接征象和间接征象,是临床明确PE诊断及评价疗效的首选方法.     

螺旋CT三维重建方法在颞骨影像学的对比研究

目的:探讨成人颞骨螺旋CT三维重建技术。方法:对正常30耳,慢性化脓性中耳炎41耳行螺旋CT检查,把扫描所得的容积数据进行三维重建,包括最大密度投影法(MIP)、最小密度投影法(MinIP)、仿真内窥镜法(CTVE)和容积再现法(VR)。结果:MIP、MinIP、CTVE和VR可以从不同的方面对颞骨内结构进行三维显示。结论:对于颞骨内结构的显示,VR是目前较好的三维重建方法。     

双层螺旋CT血管造影与MR血管造影诊断脑动脉瘤

目的评价双层螺旋CT血管造影(DCTA)与MR血管造影(MRA)诊断脑动脉瘤(AN)的价值.方法 85例用Hispeed NX/i型CT扫描机,以2～3.5 ml/s从前臂静脉注射Ultravist(含30 g碘/100 ml) 60～120 ml等,延迟8～12 s后扫描;准直1～2 mm(HQ),螺距1.2～1.5,0.4～1.2 mm间距后重建;源像输入AW 4.0工作站处理.34例行MRA检查,以2 ml/s从前臂静脉注射Gd-DTPA 20 ml,即刻扫描,层厚1 mm;采用fl3d-ce-cor检查序列(每9 s扫描1次,连续4次).应用多平面重建(MPR)、最大密度投影(MIP)、表面遮盖显示(SSD)和容积再现(VR)等技术重建;对比分析各种显示效果;并与DSA、手术结果对照.采用SPSS 10.0统计学软件包,χ2检验及方差分析.结果脑动脉瘤54例,DCTA与MRA均能在短时内完成脑血管容积数据采集.MPR、MIP、SSD能准确显示AN的大小、部位、范围等.VM(仿真血管微镜)对AN的空间解剖结构等显示具良好效果;与DSA相比,CTA组、MRA组诊断AN的敏感性、特异性和准确性各为96%、96%,94%、75%和96%、94%.结论 DCTA与MRA多模式三维重建的互补应用,对AN的诊断及术前诊治能提供可靠的影像学依据.     

64排螺旋CT对胸廓骨折的诊断价值

目的探讨64排螺旋CT对胸廓骨折的诊断价值。方法应用GE lightspeed64排螺旋CT对临床怀疑胸廓骨及肋骨骨折的病人17例进行容积扫描,将薄层数据传至后处理工作站（Advantage workstation 4.4,ADW4.4）后,应用容积再现法（volume rendering,VR）、最大密度投影法（maximum intensity projection,MIP）、多平面重组法（maximum intensity projection,MPR）等构建三维重建图像。结果 17例患者中,胸骨柄骨折2例,胸骨体骨折1例,肩胛骨骨折5例,胸腰椎骨折7例,肋骨骨折2例。结论运用64排螺旋CT能快速、诊断胸廓外伤及骨折。VR技术在显示胸廓骨折的空间解剖结构上有优势,而MPR和MIP对于细微骨折显示有较好的效果。     

Visualizing human brain surface from T1-weighted MR images using texture-mapped triangle meshes

We describe a novel method for visualizing brain surface from anatomical magnetic resonance images (MRIs). The method utilizes standard 2D texture mapping capabilities of OpenGL graphics language. It combines the benefits of volume rendering and triangle-mesh rendering, allowing fast and realistic-looking brain surface visualizations. Consequently, relatively low-resolution triangle meshes can be used while the texture images provide the necessary details. The mapping is optimized to provide good texture-image resolution for the triangles with respect to their original sizes in the 3D MRI volume. The actual 2D texture images are generated by depth integration from the original MRI data. Our method adapts to anisotropic voxel sizes without any need to interpolate the volume data into cubic voxels, and it is very well suited for visualizing brain anatomy from standard T(1)-weighted MR images. Furthermore, other OpenGL objects and techniques can be easily combined, for example, to use cut planes, to show other surfaces and objects, and to visualize functional data in addition to the anatomical information.     

DCTA与MRA多模式三维重建诊断脑动静脉畸形的临床应用

目的:评价双层螺旋CT血管造影(DCTA)与MR血管造影(MRA)多模式三维重建诊断脑动静脉畸形(AVM)的临床价值。材料与方法:临床疑AVM患者75例行DCTA和MRA检查,源像输入HP4.1工作站,采用多平面重建(MPR)、最大密度投影(MIP)、表面遮盖显示(SSD)和容积再现(VR)等技术重建。分析各种显示效果及诊断效能,与DSA结果对照。结果:MPR、MIP、SSD能准确显示AVM的大小、部位和范围。仿真血管内窥镜(VM)对AVM的空间解剖结构等显示具有良好效果。DCTA和MRA诊断AVM的敏感性、特异性和准确性各为93.3%、100%、96%及82.2%、93.3%、86.7%。结论:DCTA及MRA能在短时间内完成脑血管容积数据采集,二者的多模式三维重建对诊断AVM具有重要价值。     

MSCT对隐形骨折及骨折术前、术后的评价

目的探讨多排螺旋CT在骨折术前及术后中的应用价值。方法分析129例不同部位骨折多排螺旋CT三维重建的影像特点:多平面重建(MPR)、最大密度投影(MIP)及容积再现(VR)在骨折术前及术后中的应用价值。结果 MPR、MIP及VR重建图像可以清晰显示骨折术前及术后的细节。并能直观的显示骨折术后情况。结论多排螺旋CT的三维重建技术是骨折术前及术后的重要检查方法。     

64层CT血管造影在主动脉夹层诊断中的应用

目的：探讨64层螺旋CT血管造影及其后处理技术在诊断主动脉夹层及其分型中的应用价值。材料与方法：回顾性分析21例临床确诊为主动脉夹层的急重症胸痛患者,所有病例均行64层螺旋CT血管造影检查并均行多平面重组（MRP）、容积再现（VR）、最大密度投影（MIP）及曲面重组（CPR）等后处理操作,分析其影像学特征并进行归纳总结。结果：21例主动脉夹层中,以DeBakey分型统计分别为Ⅰ型13例,Ⅱ型2例,Ⅲ型6例,所有病例均清晰显示由内膜瓣分开的真假两腔、主要破口位置及累及范围。结论：64层螺旋CT血管造影在主动脉夹层诊断中有非常重要的意义及实用价值,可以明确诊断主动脉夹层并进行分型。     

多层螺旋CT对小肠病变的诊断价值

目的：探讨多层螺旋CT（MSCT）在小肠病变诊断中的应用价值。方法：60例小肠疾病患者行MSCT检查,重建方法采用多平面重建（MPR）、容积重建（VR）、最大密度投影（MIP）及薄层最大密度投影（TSMIP）,观察小肠病变的MSCT表现。结果：小肠肿瘤20例,其中腺癌10例,表现为肠壁不规则增厚或分叶状肿块,近端肠道梗阻;间质瘤8例,表现为富血供的大肿块而无肠道梗阻;淋巴瘤2例,表现为小肠壁不均匀增厚,而肠腔反而扩张。小肠黏连性梗阻28例,表现为近端肠管扩张明显,远端肠管正常,梗阻远端移行处逐渐变细,部分呈鸟嘴状狭窄。Crohn病6例,表现为肠壁不规则增厚,肠壁全层或分层样强化和梳状系膜血管。肠系膜血管血栓形成6例,其中肠系膜上动脉血栓形成2例,表现为肠系膜上动脉迂曲、纤细不规则并有钙化斑块,分支明显减少;肠系膜上静脉血栓形成4例,表现为血管腔内充盈缺损,肠壁增厚、靶样强化,肠系膜水肿。结论：MSCT能全景式、多方位展示小肠肠道、肠系膜和系膜血管,可对小肠病变进行准确诊断。