三維圖像技術論文(2)
三維圖像技術論文
三維圖像技術論文篇二
淺議醫(yī)學超聲波圖像的三維成像技術研討
【摘要】由于超聲波診斷系統(tǒng)具有非侵入性、實時產(chǎn)生器官動態(tài)圖像以及移動方便等優(yōu)點，超聲波成像已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)療診斷中不可或缺的系統(tǒng)之一，其中三維成像技術在其中占據(jù)非常重要的作用。本文在分析二維超聲波成像的基礎上，分析了現(xiàn)有的醫(yī)學超聲波三維成像技術。
【關鍵詞】超聲波圖像 三維成像 表面成像法 體積成像法
【中圖分類號】R722.12 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949(2014)08-0488-01
超聲波圖像也會因設定而產(chǎn)生不同的結果，包括：探頭頻率、掃描方向、掃描深度。因此解譯一張超聲波圖像，不只要有對圖像范圍內(nèi)組織與器官特性的了解，還要配合儀器的操作與設定，才能順利解譯圖像所代表的意義。三維超聲波圖像技術在現(xiàn)代醫(yī)學中具有相當重要的作用。本文在分析二維超聲波成像的基礎上，分析了現(xiàn)有的醫(yī)學超聲波三維成像技術。
1三維超聲的成像技術
可靠的數(shù)據(jù)提取是得到精確三維超聲圖像的前提。采用二維面陣超聲探頭，使超聲束在三維掃查空間中進行擺動，即可直接得到三維體數(shù)據(jù)。但二維面陣換能器的制作工藝限制了陣元數(shù)，使得三維圖像的分辨率受到了一定的限制。目前已有使用二維陣列的超聲成像系統(tǒng)面世。目前三維超聲數(shù)據(jù)的提取仍廣泛采用一維陣列探頭。用一維陣列探頭提取三維超聲數(shù)據(jù)，需要外加定位裝置，如目前臨床廣泛采用的一體化探頭。該探頭是將一個一維超聲探頭和擺動機構封裝在一起，操作者只要將該探頭放在被探查部位，系統(tǒng)就能自動采集三維數(shù)據(jù)。還有一種新型探頭專門用于解決定位問題。該探頭有三個陣列，中間的主陣列用于超聲成像，與主陣列垂直的兩個側陣列用于提取定位圖像。由于探頭移動的連續(xù)性，所以定位圖像兩兩重疊部分很大，可以通過兩側的定位圖像確定兩次采樣間的位移、旋轉，從而確定圖像的空間位置。此外，還有一些文獻提供了通過相鄰圖像的相關和圖像的斑點噪聲統(tǒng)計規(guī)律來確定探頭側向位移的方法。
2 三維超聲的臨床應用
2.1 三維超聲在空腔臟器中的應用
2.1.1 胃、腸道疾病 囑受檢者適量飲水或灌腸后可建立良好的透聲窗。清楚顯示胃腸道隆起性病變與潰瘍的大小、深度、邊緣形態(tài)，觀察惡性腫瘤的浸潤深度、范圍及與鄰近組織、血管的立體位置關系，進行術前TNM分期，對協(xié)助臨床制定相應的治療方案，具有重要意義。
2.1.2 膀胱疾病 膀胱充盈后可形成極佳的透聲窗，三維超聲與二維超聲一樣清晰顯示病變的形態(tài)、大小、數(shù)目、內(nèi)部回聲，同時三維超聲還能顯示病變的整體、表面形態(tài)及腫瘤對膀胱壁的浸潤情況，從而提高了其診斷的準確性，并有助于腫瘤術前方案的抉擇。對慢性膀胱炎癥、憩室、結石、凝血塊等膀胱疾病的診斷，也顯示出優(yōu)越性。
2.2 在實質性臟器中的應用
肝臟疾病 肝囊腫與肝膿腫二維超聲診斷準確性較高，而肝癌與肝內(nèi)其它性質占位性病變相互間的鑒別有時較為困難。三維超聲可從不同方位觀察肝表面和邊緣輪廓，腫三維超聲成像在臨床上有廣泛的應用前景?？捎糜诰_測量和定位在產(chǎn)科臨床上，三維超聲成像可用于鑒別早期胎兒是否存在畸形以及檢查各個孕期胎兒的生長發(fā)育情況;在心血管疾病診斷中，可用于多種心臟疾病以及血管內(nèi)疾病的檢查。盡管如此，由于價格和技術上的原因，目前三維超聲成像尚未達到臨床廣泛應用的水平，也還有不少值得研究的問題。
2.3 在婦科的應用
三維超聲對子宮實質性腫瘤的斷，有一定輔助作用。對卵巢和輸卵管病變(特別囊性變)，可清晰顯示其立體外形輪廓、內(nèi)部結構、有無分隔與性突起、液體渾濁度等。對盆壁轉移性病灶合并腹水的人，三維較二維超聲的診斷價值更大。文獻報道三維超聲診斷附件區(qū)惡性腫瘤時，其敏感性由二維超聲的80%增87%。此外，三維超聲于術前可清晰顯示惡性腫瘤浸及圍臟器的情況，評價腫瘤與子宮、盆壁及髂血管的關系，為中能否切除腫瘤提供有價值的資料。與此同時，應用3CDE可以顯示腫瘤內(nèi)血管空間結構，并計算單位體積內(nèi)的瘤血管密度，為腫瘤的定性診斷增加新的參考指標。
3 三維超聲波成像
近年來，在臨床的應用上，由于三維超聲波成像系統(tǒng)的技術大幅改善，使得許多醫(yī)療研究領域不斷地被開發(fā)，因而對病人的診斷以及管理上造成很大的影響。到目前為止，胎兒、心臟以及婦科方面等領域最受到大家廣泛的關注。
在三維超聲波成像中，首先建立三維結構的人體組織及器官。在臨床上雖然醫(yī)生或專業(yè)人員對人體結構上有了充份的了解，可是人體結構復雜，對超聲波切面圖像所代表的意義不能完全記憶;因此在超聲波設備旁，常常都會附上輔助的?面圖像，對應各主要部位超聲波圖像所代表的組織或器官切面位置，方便醫(yī)生進行對比。近年來，計算機的運算速度不斷提升，現(xiàn)在已經(jīng)能在計算機上展現(xiàn)出逼真的3D ?體效果與多屏幕輸出功能;在計算機所呈現(xiàn)虛擬現(xiàn)實中，創(chuàng)造出與真實空間相類似的環(huán)境。通過對象物?引擎的開發(fā)，更以可在虛擬環(huán)境中仿真物體的真實物?特性，進而發(fā)展虛擬現(xiàn)實等工具與系統(tǒng)，并廣泛應用于建筑、工業(yè)、娛樂等領域。最典型的取得三維超聲波圖像的方法，是通過移動探頭，以線性掃描(Linear Scan)、扇形掃描(Sector Scan)或是箭形掃描(Sagittal Scan)的方式，連續(xù)取得多張二維圖像后，再給予圖像間應有的相對空間位置，最后利用表面成像法或是體積成像法來實現(xiàn)三維成像。
4 結束語
綜上所述，超聲成像是臨床上廣泛使用的一種成像模式，在某些場合甚至是最好乃至唯一可用的成像模式。各種新技術新方法的開發(fā)和利用，使超聲儀器的檢測和診斷更為有效，應用范圍也不斷延伸，如用于觀察病程的發(fā)展情況、細胞的代謝情況等。超聲成像技術在過去、現(xiàn)在和將來都是醫(yī)學影像研究的重點內(nèi)容之一。隨著技術的發(fā)展、研究的深入，將會有更多新發(fā)現(xiàn)和新技術用于超聲成像。
參考文獻
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