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醫學圖像重建范文1
圖像三維重建的方法主要有兩大類:一類是三維面繪制;另一類是三維體繪制。體繪制更能反應真實的人體結構。由于體繪制算法運算量太大,即使利用高性能的計算機,仍然無法滿足實際應用中交互操作的需要,因此,面繪制仍是目前的主流算法。
1.1三維面繪制(SurfaceRending)表面表示是表示三維物質形狀最基本的方法,它可以提供三維物體的全面信息,其具體形式用邊界輪廓線和表面曲面表示。
1.1.1基于斷層輪廓的表面重建
在斷層圖像中,通過手工或自動方式實現目標輪廓的確定性分割,然后用各層的輪廓線“堆砌”在一起表示感興趣物體的邊界,這種輪廓線表示方法簡單且數據量小,但是不很直觀。除了以輪廓線表示物體外,還可以由輪廓重建物體的表面來表示。最早的方法是基于多邊形技術,主要采用平面輪廓的三角形算法,用三角片面擬合這組表面輪廓的曲面,Bussonnat提出了另外一種基于表面輪廓的Delaunay三角形方法,解決了系列表面輪廓的三維連通性問題。用三角形或多邊形的小平面(或曲面)在相鄰的邊界輪廓線間填充形成物體的表面,所得出的只是分片光滑的表面,Lin采用從輪廓出發的B樣條插值重建算法,得到了整體光滑的表面。
1.1.2基于體素(Voxel)的等值面重建[1,2]
所謂等值面是指空間中的一張曲面,該曲面上函數F(x,y,z)的值等于某一給定值。等值面生成的最早研究是從醫學圖像的應用開始的。由于醫學圖像數據是三維正交等距網格,組織三維圖像的基本六面體單元稱為體素(Voxel)?；隗w素的等值面重建方法主要有以下幾種。
(1)Cuberille方法。該方法將三維圖像中的每一像素看成是空間中的一個六面體單元,即體素。在體素內數據場具有相同的值,用邊界體素的六個面擬合等值面,即邊界體素中相互重合的面去掉,只把不重合的面連接起來近似表示等值面。這種方法的特點是算法簡單易行,便于并行處理,因為對每個體素的處理都是獨立的;主要問題是出現嚴重的走樣,顯示圖像給人一種“塊狀”感覺,尤其在物體邊界處鋸齒形走樣特別醒目,而且顯示粗糙,不能很好地顯示物體的細節。
(2)MarchingCubes方法[3,4]。這是由Lore2nesen提出的一種基于體素的表面重建方法,MC方法是三維規則數據場等值面生成的經典算法,它先確定一個表面閾值,計算每一個體素內的梯度值,并與表面閾值進行比較判斷,找出那些含有表面的立方體,利用插值的方法求出這些表面,這其實是抽取等值面的過程。其主要優點是可以采用比較成熟的計算機圖形學方法進行顯示。計算量小,運行速度快,借助于專用硬件支持,在高性能PC上面繪制完全可以實現實時交互顯示,但它存在連接上的二義性,為解決二義性問題,提出了很多有效的方法。例如MarchingTetrahedral,DiscMC方法。
(3)MarchingTetrahedral方法[5]。Marc2hingTetrahedral算法(簡稱MT算法)是在MC算法的基礎上發展起來的,該算法首先將立方體體素剖分成四面體,然后在其中構造等值面,進行四面體剖分后,等值面在四面體中的剖分模式減少,算法實現簡單。其次,構造的等值面較MC算法構造的等值面精度高。而最直接的原因是企圖通過在四面體內構造等值面來避免MC算法中存在二義性問題。常見的立方體剖分成四面體的方法有5個、6個和24個四面體剖分法。一般最常用的是5個四面體剖分法。
(4)DividingCubes方法。這種方法是逐個掃描每個體素,當體素的8個頂點越過等值面時,將該體素投影到顯示圖像上。如果投影面積大于一個像素的大小,則該體素被分割成更小的子體素,使子體素在顯示圖像上的投影為一像素的大小,每一子體素在圖像空間被繪制成一表面點。每一表面點由對應子體素的值,對象空間中的位置和剃度三部分表示,可使用傳統的圖形學消影技術,將表面點繪制到圖像空間中。采用繪制表面點而不是繪制體素內等值面片,從而節省了大量的計算時間。
1.2三維體繪制(VolumeRending)[6]體繪制由于直接研究光線通過體數據場與體素的相互關系,無需構造中間面,體素的許多細節信息得以保留,結果的保真性大為提高。從結果圖像的質量上講,體繪制要優于面繪制,但從交互性能和算法效率上講,至少在目前的硬件平臺上,面繪制還是要優于體繪制的。下面討論三種體繪制方法。
1.2.1投影法(Projection)首先根據視點位置確定每一體素的可見性優先級,然后,按優先級由低到高或由高到低的次序將所有體素投影到二維像平面上,在投影過程中,利用光學中的透明公式計算當前顏色與阻光度,依投影順序(即體素可見性優先級)的不同,投影法分為從前至后(Front2to2Back)算法與從后至前(Back2to2Front)算法。一般說來,前一種算法運算速度快,但除需一個顏色緩存區外,還需要一個阻光度緩存區;后一種算法僅需一個顏色緩存區,并在執行過程中產生不同層面的圖像,有助于醫生更好地理解醫學圖像。
1.2.2光線跟蹤法(Ray2Casting)此法是在體數據進行分類后,從像空間的每一體素出發,根據設定的方法反射一條光線,在其穿過各個切片組成體域的過程中,等間距地進行二次采樣,由每個二次采樣點的8個領域體素用三次線性插值法得到采樣點的顏色和阻光度值,依據光照模型求出各采樣點的光亮度值,從而得到三維數據圖像。光線跟蹤法所面臨的問題是運行速度慢,可利用空間相關性提高算法的效率。
1.2.3最大密度投影(MIP)最大密度投影是一種廣泛使用的體繪制技術,傳統的MIP算法使用光線跟蹤法(Ray2Cast2ing)跟蹤圖像平面上每個像素發出的投影光線與體數據相交的每個體素,逐個比較,找出每條光線上的最大值,將它作為投影平面上對應點的像素值。臨床上在病人血管中注入造影劑后進行CT或磁共振成像,然后,用MIP算法顯示血管的位置、形狀和拓撲結構,也稱為血管造影(Angiogra2phy)。幾乎所有的商用醫學圖像系統都包含MIP繪制模塊。由于MIP的結果缺少深度信息,觀察時要對體數據旋轉,這意味著每次要計算5~20幀圖像。顯然,若不優化,血管造影只能在昂貴的大型工作站上實現。
2三維表面重建MC算法的改進
2.1離散MarchingCubes算法
離散MarchingCubes算法(簡稱DiscMC)是MONTANIC,SCATENIR和SCOPIGNOR在2000年提出的一種新型的MarchingCubes的改進算法[3],它將三維表面的重構和簡化過程融為一體,在等值面的生成過程中就自適應地完成了面片合并。與其它簡化算法相比[2],DiscMC具有算法效率高、簡化比例高、損失精度小等優點。同時,DiscMC還采用了非常簡捷的辦法解決了經典MarchingCubes算法中的二義性問題。說明DiscMC的算法流程如圖1所示。其中左面是4個相鄰的體元(Cubes),帶有黑點側的9個頂點位于等值面內,另外9個頂點位于等值面外,上面一行說明了用經典的MarchingCubes算法構造等值面三角面片的結果,下面一行說明了DiscMC的構造和簡化流程。經典MarchingCubes算法直接根據這4個體元頂點的內外狀態構造出8個三角面片,這些三角面片的頂點是根據所在邊的兩個頂點的密度值通過插值計算得出。DiscMC則把整個過程分成三步:(1)掃描(Marching):首先,所有與等值面相交的體元被逐一掃描,根據其8個頂點的內外狀態,按照規定好的方式生成三角面片。在這一步中,所有生成的三角面片只是用它所在體元的位置和其形態的編號進行記錄,并不計算實際的頂點坐標值。(2)合并(Merging):三角面片生成后,將凡是位于同一平面并且相鄰的三角面片得到合并,形成大的多邊形,隨后,大的多邊形又被重新劃分為三角形。(3)插值(Interpolating):DiscMC的最后一個步驟是通過線性插值計算出最后所得的三角面片的頂點坐標,這一步和經典的MC算法是相同的。
2.2三維重建的代碼實現[7~12]
采用格式為dcm的256×256×110的MRI人頭圖像序列,采用VisualC++6.0進行開發的,應用了MFC,OpenGL等技術,運行于Win2dows2000環境下。這里僅列出DiscMC算法實現的程序框架:DiscMC算法實現的偽代碼如下:{清除當前正在顯示的三維表面的數據結構;從CT數據與處理文件(PRE)中讀取原始數據;if從PRE文件中讀取數據{通過輪廓線數據進行體數據的填充;清除斷層輪廓線的數據結構;}for(對每一個物體){初始化存儲掃描形成的三角面片的兩層鏈表結構INCIDENCE;for(對每個個體元){查表找到對應的三角面片分布情況;將每一個三角面片根據其平面方向和所處位置加入INCIDENCE;}初始化三角面片鏈表FaceList、頂點鏈表PointList和多邊形鏈表PolyList;for(對INCIDENCE中的每一個平面){清空用于合并的二維數組Merger;for(對于該平面上的每個三角形或矩形){查表找到該三角形或矩形的邊對應于Merger中的編號;以異或模式將每條邊寫入Merger;}至上而下掃描Merger,將合并的圖形劃分為凸多邊形,加入PolyList;}將PolyList中涉及到的頂點加入PointList,同時建立頂點的逆向索引;for(PolyList中的每個凸多邊形){檢查其邊界上(不含端點)是否有點在PointList中;找到這樣的“T”型點,加入該多邊形,同時做標記;進行“之”字形的三角形劃分,生成的三角面片加入FaceList;if(不能劃分完)進行扇狀劃分;}清除PolyList;清除INCIDENCE;將FaceList中的數據轉移到數組FaceArray中;清除FaceList;將PointList中的數據轉移到數組VertexArray中,同時進行插值;清除PointList;}對所有頂點計算其法向量;進行OpenGL的有關設置,準備顯示。
醫學圖像重建范文2
摘 要 目的：探討螺旋CT三維圖像重建對診斷軟組織腫瘤的臨床價值。方法：收治軟組織腫瘤患者30例，采用MRI檢查10例，行螺旋CT血管造影并進行三維圖像重建（MM3DR）檢查20例。結果：20例患者行螺旋CT血管造影及MM3DR檢查，共確診16例，診斷符合率80.0%，10例患者行MRI檢查，共確診7例，診斷符合率70.0%，兩組比較差異有統計學意義（P
關鍵詞 螺旋CT三維圖像重建 軟組織腫瘤 MRI檢查 應用研究
Research on the three-dimensional image reconstruction of spiral CT application in the diagnosis of soft tissue tumors
Li Xiaofen
Department of Radiology，the Traditional Chinese Medicine Hospital of Xuyi County，Huai'an City，Jiangsu 211700
Abstract Objective：To investigate the clinical value of three-dimensional image reconstruction of spiral CT in diagnosis of soft tissue tumors.Methods：30 patients with soft tissue tumors were selected，10 cases with MRI examination，20 cases with spiral CT angiography and three-dimensional image reconstruction（MM3DR）examination.Results：In 20 patients with spiral CT angiography and MM3DR examination，16 cases were diagnosed，and the diagnostic accordance rate was 80%.In 10 patients with MRI examination，7 cases were diagnosed，the diagnostic accordance rate was 70%，the difference was statistically significant between two groups（P
Key words Three-dimensional image reconstruction of spiral CT；Soft tissue tumors；MRI examination；Application research
軟組織腫瘤是起源于間葉組織位于軟組織內的腫瘤，發病率較低，一般依賴病理檢查，螺旋CT三維圖像可以立體地觀察病灶的位置與周圍結構，近年來對螺旋CT三維圖像重建在診斷軟組織腫瘤中的應用研究比較多。本文收集我院2010-2013年被病理學診斷為軟組織腫瘤的患者的螺旋CT三維圖像，進行回顧性分析，現報告如下。
資料與方法
2010-2013年收治軟組織腫瘤患者30例，其中良性23例，惡性7例；男20例，女10例；年齡35～79歲，平均59.6歲。病變發生部位：四肢8例，腹部7例，縱膈8例，頭頸部7例。30例患者采用MRI檢查檢查10例，行螺旋CT血管造影并進行三維圖像重建（MM3DR）檢查20例。
方法：①MRI檢查：設置掃描參數T1WI（TR/TE：340～550ms/14～20ms）；T2WI（TR/TE：4000～4500ms/100～180ms） 。②螺旋CT血管造影并進行三維圖像重建（MM3DR）檢查：造影層厚2～4mm，重建層厚5～7mm。血管造影選用100ml，300mg/ml的碘海醇對比劑，采用注射速率3.5ml/秒，進行高壓注射器注射，分別延時5、15、30、60、120、300秒，動態增強掃描病灶，采用半準直間距后重建。源像輸入工作站作MM3DR，采用多平面重建（MPR）、最大密度投影、表面遮蓋顯示及容積再現等技術重建。
結 果
20例患者行螺旋CT血管造影及MM3DR檢查，共確診16例，診斷符合率80.0%，10例患者行MRI檢查，共確診7例，診斷符合率70.0%，兩組比較差異有統計學意義（P
討 論
螺旋CT三維圖像重建技術是應用計算機軟件，將螺旋CT連續螺旋薄層掃描所獲得的大量容積數據通過計算機后處理，重建出我們所需要的直觀的立體圖像，其中的仿真技術是利用三維的角度，對病灶區域建立虛擬的圖像，給病灶提供了全方位識別視角[1～3]。由于傳統的三維圖像的信息有限，無法根據提供的信息作出疾病診斷和進行量化。近年來，CT三維圖像重建的出現彌補了這些缺點，其三維醫學圖像為診斷提供了非常強大的依據[4]。相對于常見的實體腫瘤來說，傳統的CT增強掃描對軟組織腫瘤的顯影不夠清晰，無法對腫瘤提供早期診斷的依據和術前決策[5]。尹東等采用螺旋CT三維圖像重建技術，用來輔助診斷骨骼與肌肉疾病，且與MRI比較，發現三維圖像重建更有利于顯示病灶的立體圖像及毗鄰的血管形態和走向[6]。
本組資料結果顯示，20例患者行螺旋CT血管造影及MM3DR檢查，共確診16例，診斷符合率80.0%，10例患者行MRI檢查，共確診7例，診斷符合率70.0%，兩組比較差異有統計學意義（P
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醫學圖像重建范文3
【關鍵詞】頸椎??；多排螺旋CT；圖像重建
【中圖分類號】R816.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004―7484（2013）10―0791―01
CT檢查是診斷頸椎病的有效診斷方法。隨著螺旋CT的應用，尤其是多排螺旋CT技術的產生和應用，使頸椎病的檢查與治療上了一個新的臺階。本文對65例頸椎患者的資料進行分析總結，探討多排螺旋CT圖像重建對頸椎病的價值。
1 資料與方法
1.1 一般資料
以2012年12月～2013年6月在我院就診，采用多排螺旋CT掃描的頸椎病患者65例，男42例，女23例；年齡30～79歲，平均54.5歲。臨床表現有頭頸部僵硬、酸痛，肩背部疼痛，單側或雙側上肢麻木、異樣感，手指抓握失靈，有時伴有下肢無力、走路不穩，頭暈、頭痛、血壓不穩。
1.2 檢查方法
使用東芝TOSHIBA Aquilion 16排螺旋CT機，配有三維圖像處理工作站，患者采用仰臥軸位平掃，掃描范圍包括頸1椎體上緣至胸1椎體水平。本組15例增強掃描觀察椎動脈，采用優維顯，用量1.5ml/kg。掃描結束后，以層厚1mm重建圖像傳送至工作站，分別進行多平面重建技術（MPR）、最大密度投影（MIP）及容積再現重建（VR）獲得多平面的三維圖像。
1.3觀察方法及內容
①骨質改變，通過MPR重建或三維立體圖像觀察。②采用斜面重建觀察椎間孔，使用切割技術，顯示椎間孔的內口，外口和長軸。③椎間盤突出的程度、方位、類型，通過MPR重建橫斷面和矢狀面圖像觀察（圖1）。④通過重建圖像觀察軟組織及韌帶的鈣化（圖2）。⑤通過重建橫突孔圖像，結合增強觀察椎動脈的形態，鈣化或狹窄；結合透明化處理去除骨質，顯示椎動脈的全貌（圖3）。⑥通過矢狀面面圖像觀察頸椎生理曲度改變及椎間隙改變（圖4）。
圖1橫斷重建椎間隙層面圖像示椎間盤中央型突出（黑箭）。圖2矢狀重建椎體圖像示頸椎生理曲度變直，后縱韌帶鈣化（黑箭），項韌帶鈣化（白箭），頸4、5椎體后緣增生骨質突向椎管內，頸4/5椎間隙變窄。圖3增強后VR及MPR圖像示頸5/6、頸6/7間鉤椎關節骨質增生壓迫椎動脈（黑箭）。圖4矢狀重建椎體圖像示頸椎生理曲度變直，頸5/6椎間隙變窄。
2 結果
2.1 椎間盤突出31例，其中中央型20例，側方突出11例，單個或多節段椎間盤突出，以C4/5，C5/6椎間盤最多。
2.2 鉤椎及小關節增生肥大16例，鉤椎及小關節不同程度骨質增生、肥大，邊緣毛糙，伴椎間孔狹窄。
2.3 椎體邊緣骨質增生55例：表現為椎體兩側方或前后緣弧形、波浪狀或齒狀突起。
2.4 項韌帶鈣化14例，后縱韌帶鈣化8例，前、后縱韌帶鈣化6例。
2.5 椎管、側隱窩、橫突孔狹窄：本組椎管前后徑小于10mm以下12例，側隱窩前后經小于2.0mm以下9例，橫突孔直徑小于5.0mm以下6例，其中雙側2例。
2.6 頸椎生理弧度改變：生理弧度變直52例，反曲5例。
2.7 椎間隙變窄22例。
2.8 椎動脈鈣化或狹窄10例。
3 討論
3.1 頸椎病多見于老年人，一般認為系頸椎退行性變，由于椎間盤、小關節軟骨退行性變，引起骨質增生和韌帶鈣化，壓迫和刺激脊神經根、脊髓和椎動脈，產生相應的臨床征候群[1]。但隨著生活節奏加快，頸椎病發病有年輕化趨勢，可能與長期伏案、應用電腦、駕車、睡軟床等因素有關。本組40歲以下12例，其中6例有不同程度的外傷史，說明中青年頸椎病的發生與頸部外傷可能有一定的關系；50歲以上病例41例，表明中老年人頸椎病以退行性改變為主。
3.2 掃描注意事項：掃描時患者盡量保持靜止不動，避免圖像產生偽影；掃描前設定完善的掃描計劃，在定位圖上劃定出充分感興趣區范圍，避免掃描后發現范圍不夠而前功盡棄；選擇設當的重建間隔，間隔越窄，重疊圖像越多，重建的三維圖像越平滑，但處理時間會隨之延長，因此要根據實際情況選擇。
3.3 多排螺旋CT圖像重建診斷頸椎病的優勢：在行頸椎螺旋掃描取得原始圖像信息后，在工作站上能進行薄層、薄距（最薄0.3mm）、冠狀面、矢狀面、三維立體重建，在超薄層觀察椎間盤病變及橫突孔有否變形、變小的基礎上，還能對椎體骨質增生及鉤椎、小關節突退變進行多方位觀察；在矢狀面能觀察到椎間盤脫出及硬膜囊受壓的情況；三維立體不但可以顯示各頸椎錐孔的大小和形狀，而且可以逼真地展示頸椎全貌；這些彌補了普通CT只能顯示橫斷面影像，不能進行縱斷面掃描，缺乏整體觀，且不能觀察頸椎的生理曲度變化的不足。另外，增強螺旋CT成像技術能夠清晰顯示椎動脈走形和形態，可以觀察到椎動脈血管的病變。
總之，多排螺旋CT重建圖像能夠提供豐富的影像信息，其融合了平片的立體和常規CT精細顯示的優點，在頸椎病的診斷中具有很重要的應用價值。
醫學圖像重建范文4
【關鍵詞】 顳骨CT 多平面重建 標準化
[Abstract]
Objective To summarize the steps and discuss the normalized approach of MPR reconstruction of temporal CT. Methods 30 ears of temporal CT data were selected and MPR was performed in each ear. Images of 9 parts(10 planes) of the temporal bone were reconstructed. The display statistics were recorded， and the steps and approach of reconstruction were summarized. Results Dual-oblique MPR images clearly display most parts of 10 selected planes. All display rate were 100% except the Superior Semicircular Canal(93.3%). Common steps of Dual-oblique MPR: define the optimal plane， find the starting marker， adjust the positioning lines according to the referent axis， and regulate the details. Conclusion Dual-oblique MPR could display most parts of temporal bone in one slice respectively. Accurate and rapid reconstruction needs certain skills， which depends on familiarity of human anatomy and operation of the image workstation.
[Key words] Temporal CT; Multi-planer reconstruction; normalization
顳骨內部復雜結構的顯示，是影像學診斷的難點之一。多層螺旋CT（MSCT）為顳骨解剖結構的顯示提供了更多選擇，在一次掃描獲得原始數據后，可進行多次后處理重建，包括了二維及三維圖像重建。但三維圖像通常不能單獨用來作影像學診斷，需參照多平面重建（MPR）圖像才能做出準確全面的診斷。MPR圖像重建在CT診斷中具有不可取代的位置。然而常規橫軸位與冠狀位圖像對顳骨許多結構的顯示均不滿意，需要作合適角度的MPR。本文對顳骨MPR圖像重建的標準化進行了初步探討。
材料與方法
1.一般資料 選取2007年5月～2008年5月中山大學附屬第二醫院耳鼻喉科及常規CT診斷為正常的顳骨CT資料30耳。年齡9～53歲，平均28.9歲，其中男16耳，女14耳。入選標準：無相關病史及癥狀體征，或單側有異常者的健側顳骨，并且CT診斷為正常。
2.CT掃描方法 使用SIEMENS Somatom Sensation 64螺旋CT，作顳骨掃描，掃描參數：電壓120KV，電流150～300mA，準直0.5mm，螺距0.8，有效層厚0.6mm，矩陣512×512，視野（FOV）250mm×250mm，掃描基線平行于上眶耳線。掃描范圍自乳突下緣至巖骨上緣。MPR重建使用Wizard或Leonardo工作站，Syngo 3D平臺。窗寬2000～2400，窗位600～900。
3.雙斜位MPR重建方法 3.1重建參數 CT原始數據作單側顳骨小視野重建：FOV 5cm×5cm，重建層厚0.6mm，重建間隔0.3mm，重建濾過函數（Kernel值）為U75。獲得的圖像序列進行雙斜位MPR重建，MPR層厚0.6mm～1.0mm。
3.2標準化重建參考 包括確定重建部位及顯示平面，分析各解剖部位的可選標志點和參考軸線，以及圖像細節的微調。
其中確定重建顳骨內部9個主要部位共10個MPR平面：⑴錘骨；⑵砧骨；⑶鐙骨；⑷外半規管；⑸上半規管；⑹后半規管；⑺前庭、耳蝸底周及蝸軸；⑻面神經迷路段、膝部；⑼面神經鼓室段及乳突段；⑽前庭導水管。
圖像細節的微調，包括主體結構的顯示方向，大小比例。
重建完成后，統計各部位雙斜位MPR圖像對相應結構的同層顯示率。
結
果
1.顳骨MPR顯示情況 所選的部位9個部位，在10個雙斜位MPR層面中分別可顯示的解剖細節、最佳顯示平面及顯示率如表2-1。其中上半規管有2耳不能在同層滿意顯示。其余各部位均能在同層全程顯示。
2.重建要點歸納 各部位雙斜位MPR重建起始標志及主要參考軸線歸納如表2-2：
3.標準化MPR圖像 按上述要點重建所得的圖像，每耳共10個層面。每幅圖像進行大小及方位的微調，最終顯示如圖1～10所示。圖像顯示的主體結構約占圖像邊長的1/3～1/2。方位按左右進行統一。
討
論
1.MPR在顳骨CT診斷的重要性 雙斜位MPR實現了顳骨內部多個結構的同層全程顯示[1，2]，對顳骨內部結構的顯示能力，明顯優于橫軸位及冠狀位，或直接采用其他掃描角度的掃描，為研究顳骨的解剖及影像診斷提供了準確的信息。尤其在觀察聽小骨、半規管、面神經管等結構中有重要價值。與其他的圖像重建技術比較，其優勢在于：⑴圖像分辨率與直接掃描相當，診斷信息準確；⑵重建受主觀因素影響少，可重復行好；⑶定位清晰明確，便于圖像的標準化；⑷重建操作相對簡單，方便快捷。
盡管目前已有許多三維重建方法，使各解剖結構的顯示有了更多的選擇，如VRT、SSD、CTVE等。但這些方法操作相對復雜，而且易受人為因素影響。因此，三維重建不能單獨用來診斷[3，4]，需參照橫軸位及MPR圖像才能做出準確全面的診斷。因此，MPR圖像在CT診斷中已經不可缺少，尤其在骨關節細微病變的診斷中發揮重要作用[5，6]。
2.MPR標準化探討 復雜結構的重建圖像，其重建平面、參考軸線、顯示方向等因素由操作者決定，因而顯示的內容變化較多，即使是同一病例，也可能重建出差異較大的圖像，導致診斷的準確性受一定影響。圖像重建的標準化，是為了盡量減少主觀因素對重建的影響，增加重建圖像之間的可比性。
2.1CT掃描及MPR重建參數 目前顳骨CT掃描多采用高空間分辨率的螺旋掃描。劉凱等研究表明，顳骨高分辨CT達到各向同行掃描的最佳掃描參數為準直0.5mm，螺距0.875[7]。本課題資料掃描參數與之接近，可符合各向同性掃描的要求。原始圖像重建采用單側小視野重建（FOV：5×5cm）；層厚0.6mm，重建間隔0.3mm；濾過函數（卷積核，Kernel值）選用70～80。所得圖像空間分辨率高，質量良好，可滿足重建及診斷需要[8]。MPR重建層厚一般亦設為0.6mm，對大部分結構顯示滿意，部分結構如錘砧關節、輕度扭曲的半規管等，可用1.0mm層厚。
2.2重建操作 MPR重建操作，是MPR圖像標準化的關鍵。本研究主要總結了以下幾個方面：
(1)明確最佳顯示平面。即按解剖分析目標結構的最佳顯示層面與橫、冠、矢三面的哪一面最接近。研究采用的西門子工作站，其重建界面為三個窗框，分別對應原始橫軸位、冠狀位、矢狀位，且三個窗框起相互定位的作用。像聽小骨及骨迷路等精細結構的重建，如果在三個顯示窗框中比較隨意地調整定位線的角度，則容易迷失方向，導致在各個窗框內都不易找到滿意的層面去顯示目標結構，增加了重建的時間，且圖像不易統一。
(2)尋找標志結構作起始點。橫軸位圖像與經典斷層解剖相對應，較容易尋找標志結構。如聽骨鏈的橫軸位關鍵層面：錘砧關節層面。在橫軸位上，顯示了位于上鼓室內的錘骨頭、錘砧關節及砧骨短腳，形狀如一個“冰淇淋”。從此層面開始進行MPR定位調整，較容易顯示錘骨、砧骨的整體形態。在聽骨鏈畸形的患者中，常見錘骨畸形、錘砧關節融合。鐙骨的重建標志，則選擇鐙骨底板所在的前庭窗。按照選定的標志開始MPR重建，準確且可重復性好。
(3)根據參考軸線調整定位。立體的結構并不能在二維圖像上顯示所有的形態細節。然顳骨結構小而薄，按解剖形態特點選擇平面，是可以較好顯示的。兩條軸線可以確定一個平面，因此在各個部位確定兩條參考軸線，按此即可調整至目標平面。本文所選10個平面對9個部位進行顯示，除上半規管有6.6%未同層全程顯示外，其他部位全程顯示率均為100%。
(4)圖像細節。包括了窗寬窗位、顯示方向、主體所占比例等等。本文MPR重建窗寬2000～2400，窗位600～900，顯示滿意。對密度稍低的結構，如鐙骨足，選用相對稍寬的窗寬及稍低的窗位顯示更好。顯示方向按接近橫軸位的方位作同側統一。圖像顯示的主體部分大小，約占圖像邊長的1/3～1/2，便于同時顯示鄰近組織結構。
依照上述步驟，每側顳骨至少獲得10幅有針對性的重建圖像。需時約10～15min。準確而快速的重建，關鍵是熟悉解剖及圖像工作站的操作。
3.標準化重建原則與個性化重建操作 建立在正常解剖基礎上的標準化重建原則，應用在實際工作中還會遇到一些困難。因為顳骨病變或變異，使嚴格標準化的重建無法進行。對于病變的診斷，關鍵是清晰顯示病變形態，而不是追求嚴格的圖像統一，所以在熟悉標準化原則的基礎上，需要作個性化的圖像重建。
總的來說，MPR是顳骨精細結構顯示的最佳方法。熟悉正常解剖是顳骨MPR重建技術的重要基礎。針對各個結構進行的雙斜位MPR，可以通過標志結構及簡化的步驟進行。應盡量使MPR圖像清晰地顯示結構，為診斷提供準確的信息；同時應該遵循一定的方法步驟，減少主觀影響，增加重建的可重復性及病例之間的可比性。
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醫學圖像重建范文5
【摘要】
為評價三維CT血管造影(3D-CTA)在顱內動脈瘤栓塞治療中的指導意義及其局限性，收集我院2006年1月—2008年6月收治的68例顱內動脈瘤患者，所有患者均進行數字減影腦血管造影(DSA)檢查。3D-CTA圖像重建時分別采用表面陰影顯示法(SSD)、最大強度投影法(MIP)、體積透視圖法(VR)以及仿真血管內鏡技術法(VRT)分別重建顱內血管三維圖像。DSA常規進行雙側頸內動脈及左側椎動脈造影，必要時進行右側椎動脈造影。結果本組68例患者，DSA檢查和3D-CTA檢查各發現動脈瘤76個，3D-CTA的診斷準確率為100％。動脈瘤最大直徑平均(4.7±3.0)mm；3D-CTA檢查MIP法測為(4.8±3.0)mm，SSD法檢測為(5.0±3.0)mm。三者間所測得的動脈瘤最大直徑的差異均無統計學意義(P＞0.05)。3D-CTA能夠避免常規DSA檢查時產生的影像重疊，但是三維重建后的影像受到多種因素的影響，制定合理的檢查方案可有效提高診斷符合率，對動脈瘤的栓塞治療提供很大的幫助。
【關鍵詞】 顱內動脈瘤；栓塞；三維CT血管造影
顱內動脈瘤(Intracranial aneurysms，AN)破裂導致蛛網膜下腔出血(sub-arachnoid hemorrhage，SAH)是神經內、外科常見的疾?。?］。顱內動脈瘤的手術治療手段越來越多，從創傷性手術發展到微創的神經介入血管內顱內動脈瘤栓塞術，治療水平在不斷提高。目前顱內動脈瘤的介入栓塞治療已經在許多大中型綜合性醫院開展，但許多醫院不具備三維數字減影血管造影(3-dimension digital subtraction angiography，3D-DSA)設備。栓塞治療時，單純依靠普通DSA檢查了解動脈瘤頸、載瘤動脈和鄰近動脈分支的結構和相互關系有較大的難度。三維CT血管造影(3-dimensional CT angiography，3D-CTA)因其無創、快速的優點廣泛用于顱內動脈瘤的診斷中［2］。栓塞術前3D-CTA在顱內動脈瘤栓塞治療中的指導意義及其局限性進行評價。
1 資料和方法
1.1 一般資料
本組共收集我院2006年1月—2008年6月共68例患者，男30例，女38例，年齡36～68歲，平均49.3歲。本組所有患者均在介入栓塞治療前先進行3D-CTA檢查，對適合栓塞手術的患者再進行DSA檢查。
1.2 檢查方法
患者檢查時首先在GE公司LIGHTSPEED多排螺旋CT機進行頭部直接增強掃描，圖像減薄后傳輸到計算機SUN ULTRA SPARC-80工作站。應用SGI圖形加速卡和GE專有圖像處理器等軟件，選用表面陰影顯示法(SSD)、最大強度投影法(MIP)、體積透視圖法(VR)以及仿真血管內鏡技術法(VRT)進行三維圖像重建；CT掃描層厚為2.5 mm，螺距為1mm。圖像重建時，將圖像層厚減薄圖像為1.25mm。造影劑注入速度為2.5～3.0 mL/s，注入總量100mL，圖像采集延時17～21s。DSA檢查及動脈瘤的栓塞治療均在PHILIPS公司V5000數字血管造影機上進行。DSA檢查時常規進行雙側頸內動脈正側位及斜位造影，左側椎動脈正側位造影，必要時進行右側椎動脈造影。造影劑注射速度為3.0～5.0mL/s，每次造影注入造影劑總量為7～9 mL。
1.3 統計學方法
所有資料采用SPSS 11.5統計學軟件進行進行統計學處理。計量資料以均數±標準差(±s)表示。成組設計的多個樣本均數比較在方差齊性檢驗的基礎上作單因素方差分析。P＜0.05為差異有統計學意義。
2 結果
本組3D-CTA檢查發現動脈瘤76個，DSA造影檢查發現動脈瘤76個，3D-CTA的診斷準確率為100％。
DSA造影檢查動脈瘤最大直徑平均(4.7±3.2)mm；3D-CTA檢查MIP法測得動脈瘤最大直徑平均為(4.8±3.0)mm，SSD法動脈瘤最大直徑平均為(5.0±3.0)mm。統計學處理顯示DSA造影與CTA檢查MIP法、SSD法重建的圖像測得的動脈瘤最大直徑的差異無統計學意義(P＞0.05)。
3 討論
3.1 3D-CTA的優越性
3D-CTA檢查時，通過計算機三維成像系統的處理，我們可以任意角度旋轉動脈瘤，從不同的角度觀察瘤體、瘤頸、載瘤動脈以及載瘤動脈和鄰近動脈分支間的關系，從而避免常規DSA檢查中經常出現的血管相互重疊導致的動脈瘤體、動脈瘤頸、載瘤動脈和鄰近動脈分支之間的相互關系不易清晰顯示的弊?。?］。必要時，還可以通過剪切和去除病變區域以外的影像的方法，選擇靶區域進行3D重建，進一步減少血管和骨骼以及鄰近其他解剖結構的重疊，更好地顯示動脈瘤及其鄰近結構［4］。3D-CTA多方位旋轉圖像，尋找最佳顯示動脈瘤與載瘤動脈關系的角度，并測量動脈瘤縱徑與載瘤動脈近段的夾角、近段載瘤動脈的內徑，對栓塞手術中微導管的塑形及微導管順利置入動脈瘤腔內提供很大幫助。對于巨大動脈瘤，由于瘤囊的影響，DSA對瘤頸的顯示不太理想。3D-CTA通過使用MIP及多層重建方法，可以在任意軸位旋轉360°，更好的觀察瘤頸與載瘤動脈的關系，特別是巨大血栓性動脈瘤瘤頸部經常存在鈣化，應用MIP法對鈣化程度的判定有利于術中操作。3D-CTA檢查時，一般SSD是最常用的三維重建方法。在應用SSD進行顱內血管重建時，能重建出有著較強立體感的三維血管圖像，所形成的三維圖像與DSA檢查的視角有著良好的對應關系［5-6］。而模擬內窺鏡法三維血管重建可以特殊視角對動脈瘤進行觀察，進一步減少觀察時臨近結構的阻擋。將觀察點放在動脈瘤腔內或動脈瘤腔外，沿動脈瘤壁，可以從不同角度觀察動脈瘤是否伴有小囊、分葉等極易破裂形態結構，以及動脈瘤和載瘤動脈在動脈瘤頸鄰近的部位有無重要分支發出。通過全面掌握動脈瘤的形態特征，在栓塞治療時就可以兼顧動脈瘤致密填塞時動脈瘤內彈簧圈對動脈瘤壁壓力與薄弱的動脈瘤壁承載能力之間的關系［7］，尤其是動脈瘤體伴有小囊、分葉等動脈瘤壁極其薄弱的現象時，可以在動脈瘤填塞治療過程中，盡量做到彈簧圈致密填塞的同時又防止撐破動脈瘤；另外，通過對動脈瘤頸部和載瘤動脈的仔細觀察可以避免動脈瘤過度填塞引起醫源性載瘤動脈狹窄，以及過度填塞時彈簧圈血栓形成導致鄰近動脈開口閉塞的情況發生。
3.2 3D-CTA的局限性
CT檢查的空間分辨率較低［3］。目前，CT檢查所能達到的最小層厚一般在0.6mm左右，也就是說上下相鄰的血管距離小于這一最小層厚時，三維重建后的圖像上它們之間的間隙將不能顯示。實際工作中，由于部分容積效應，CT的空間分辨率會低于圖像掃描時采用的層厚。如果這發生在囊狀動脈瘤與載瘤動脈之間，那么三維重建的動脈瘤頸直徑將會較動脈瘤頸實際直徑寬［5］，若依據三維重建的動脈瘤影像選擇栓塞治療方法，會導致栓塞治療方法選擇不當。如果動脈瘤內有血栓形成，造影劑不能完全充盈動脈瘤囊腔，那么三維重建后的影像上將不能確切顯示動脈瘤的真實大小。另外，進行3D-CTA檢查時，需要特別注意的是，避免在三維成像后處理過程中隨意的剪切圖像，導致動脈瘤的漏診［8］。
3D-CTA對操作者進行后處理的技術要求較高，需掌握良好的影像學、血管解剖學知識和一定的顱腦手術學知識，才能完成3D-CTA檢查。全面、準確的臨床及影像學資料是動脈瘤手術成功的保證。
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醫學圖像重建范文6
[關鍵詞] 腦靜脈；螺旋CT；血管成像；臨床應用
[中圖分類號] R445 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2013）02（b）-0086-03
當前臨床對于腦動脈及其附屬組織的病理研究要比腦靜脈系統疾病深入的多，原因有兩個方面：其一，腦動脈系統發生病變的概率比腦靜脈系統高；其二，腦靜脈系統的生理解剖結構比腦動脈系統更為復雜，病變診斷較困難且易出現誤診、漏診[1-3]。近年來隨著影像技術與計算機技術的迅猛發展，螺旋CT、核磁共振等新設備在臨床上得到極大的普及應用，大大提高了腦靜脈系統疾患的檢出率。文獻報道，64排螺旋CT具有掃描速度快及時間分辨率、空間分辨率高等優點，已被廣泛用于腦靜脈疾病的診斷[4]。本文回顧性分析2010年9月～2012年6月在我院行腦靜脈64排螺旋CT血管成像（CTA）檢查并顯示正常的60例臨床影像資料，以探討并分析64排螺旋CTA對腦靜脈系統的顯示效果。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2010年9月～2012年6月在我院行頭頸部64排螺旋CTA檢查患者，排除有靜脈竇血栓形成、動靜脈畸形病變、顱內占位性病變、硬腦膜動靜脈瘺等腦靜脈系統病變的患者，以防上述疾病影響顱內靜脈結構的正常顯示。從腦靜脈CTA檢查顯示正常的病例中隨機抽取60例患者影像資料做回顧性分析，其中，女32例，男28例，年齡24～79歲。
1.2 掃描技術
使用GE公司生產的64排螺旋CT（lightspeed VCT）。掃描參數：管電壓設置為120 kV，管電流設置為300～400 mA；球管轉速為0.4 s/r，螺距為0.526～0.969，原始數據的重建層厚0.625 mm，間隔為0.625 mm。掃描模式：先采用平掃模式，再用64排螺旋CTA連續容積掃描模式對動靜脈進行全面掃描以顯示全腦血管完整造影。非離子型對比劑Uhravist 370以4.0～5.0 mL/s的速度注入肘靜脈，連續注入20 s，再用50 mL生理鹽水沖刷管壁。掃描范圍從顱頂到頸1椎體水平，方向自顱底向顱頂，先行平掃，再做64排螺旋CTA容積掃描。
1.3 圖像重建和分析
使用容積再現（VR）、最大密度投影（MIP）方法，對原始掃描圖像進行重建，選用適合的厚度、角度以及窗寬顯示，再由兩名有經驗的影像科醫師對原始和重建圖像進行分析。根據重建圖像中去除顱底骨、顱蓋骨程度以及硬腦膜靜脈竇顯示情況，減影圖像質量用4級法來評價，其中，圖像質量為4級評3分，主要為血管完全顯示，減影完全并且邊緣清晰；3級評2分，血管完整顯示，減影后仍有少許殘留骨，邊緣清晰；2級評1分，減影不完全，經編輯去骨后部分血管顯示不完全且邊緣不清晰；1級評0分，減影失敗，血管顯示差，骨偽影較多。
1.4 統計學方法
應用SPSS 17.0統計學軟件進行數據分析，計量資料數據用均數±標準差（x±s）表示，兩組間比較采用t檢驗；以P < 0.05為差異有統計學意義。
2 結果
圖1及圖2顯示：64排螺旋CTA可完整地顯示全腦靜脈系統，較大靜脈（竇）清晰可見，CTA顯示率為100%；較小的靜脈竇（如蝶頂竇、巖上竇等）CTA顯示率為95%。對大小靜脈竇的顯示效果與文獻[3]中磁共振靜脈成像（MRV）和數字減影血管造影（DSA）顯示效果近似。減影圖像質量總體分析：1級，無；2級，6例，占10%；3級，29例，占48.3%；4級，25例，占41.7%；從分析中可以得出，減影后的圖像質量可以用于臨床診斷。VR和MIP兩種圖像重建方法和技術對全腦靜脈系統的圖像質量評分結果見表1。
表1結果顯示：減影CTA中對于下矢狀竇、大腦內靜脈、大腦淺靜脈的顯示VR法與MIP法圖像質量得分差異無統計學意義 （P > 0.05）；對直竇、上矢狀竇、橫竇、蝶頂竇、巖下竇、Labbe靜脈，VR圖像質量得分明顯高于MIP （P < 0.05）。MIP法對血管內部分隔顯示較清晰，但缺點是立體感不足，隱蔽小靜脈不易被識別；VR法因圖像立體感強的優點對血管末梢、小靜脈及分叉細節等血管顯示較為清晰。
A：全腦靜脈；B：腦靜脈上矢狀竇
A：大腦淺靜脈、下矢狀竇、直竇、乙狀竇以及巖上竇；B：巖下竇
3 討論
3.1 64排螺旋CT的優點
目前用于腦靜脈診斷的影像學手段包括磁共振成像、核醫學和DSA等。近幾年腦靜脈系統的診斷廣泛使用多層螺旋CT，這是由于多層螺旋CT具有診斷快捷、無創傷、成像清晰等優點。DSA是目前腦靜脈系統臨床診斷的“金標準”，但是DSA的缺點也很明顯：DSA的使用比螺旋CT復雜，具有一定的并發癥，具有侵襲性。因此，64排螺旋CT血管成像技術正逐步取代DSA。64排螺旋CT比16層以下螺旋CT硬件設施先進，機架旋轉速度較快；同時64排螺旋CT軟件系統得到升級，圖像Z軸的空間分辨率提高，重建圖像的效果更好、質量更高；無需應用放射性核素就能達到快速掃描[5]。使用MIP、VR等圖像重建方法可以較為清晰地顯示腦血管的病灶部位以及血管解剖結構，對腦血管系統疾病的診斷具有良好效果。因此，64排螺旋CT在腦靜脈系統診斷中具有經濟、省時、操作簡單的特點，適于臨床檢查和推廣。
3.2 DSA、CTA、MRV比較
低場強MRV能夠顯示腦靜脈系統中的較大的靜脈，利用三維重建技術能夠捕捉病變靜脈部位，清晰顯示全腦靜脈系統。但MRV對較小的腦靜脈顯示不清晰，重建后圖像的分辨率沒有CTV高，圖像的精密度和清晰度比CTV低。DSA在臨床上使用較多，它能夠顯示腦靜脈系統的4～5級分支，但DSA比CTV使用復雜、有創傷性、不能顯示腦部繼發病變，同時圖像質量較CTV低[6]。
3.3 64排螺旋CTA的臨床應用
①診斷腦靜脈血栓：靜脈血栓病變在臨床上較為常見，主要發生在腦皮質靜脈、顱內靜脈竇和腦深部靜脈部位。尤云峰等[7]對22例腦深靜脈血栓和靜脈竇患者進行64排螺旋CTA掃描，結果得到上矢狀竇血栓18例，左側橫竇13例，右側橫竇14例，直竇5例及乙狀竇16例；14次CT平掃過程中有9次能夠出現直接征象；最后得出64排螺旋CTA是診斷腦靜脈血栓的可靠手段。螺旋CT的重建圖像和MRI一樣能夠得到腦出血、水腫、梗死及腦靜脈系統改變的影像[8]。②診斷腦靜脈畸形（CVM）：CVM又叫腦發育性靜脈異常，侯晶晶等[9]考察螺旋CTA在CVM診斷中的應用，掃描發現10例患者中CVM位于小腦半球6例，位于額葉和顳葉各1例，位于基底核2例；其中靜脈期掃描，有8例能夠清晰顯示病灶；最后得出多層螺旋CTA掃描和圖像融合技術是診斷腦靜脈病變的有效檢查手段。蘇正等[10]用CTA與DSA對比，發現CTA診斷的特異性及敏感度都為100%，并且對靜脈的走行、數量、畸形血管團的位置等性狀，都與DSA及術中觀察結果一致。
本研究對60例腦靜脈顯示正常病例給予64排螺旋CTA掃描，所有病例血管均顯示清晰完整，較大靜脈的顯示率為100%，較小的靜脈竇（如蝶頂竇、巖上竇等）顯示率為95%，提示64排螺旋CT血管成像對全腦靜脈系統的影像顯示清晰完整，值得臨床推廣使用。
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