三維圖像技術(shù)論文(2)
三維圖像技術(shù)論文
三維圖像技術(shù)論文篇二
淺議醫(yī)學(xué)超聲波圖像的三維成像技術(shù)研討
【摘要】由于超聲波診斷系統(tǒng)具有非侵入性、實(shí)時(shí)產(chǎn)生器官動(dòng)態(tài)圖像以及移動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn)，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(shù)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(chǔ)上，分析了現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)超聲波三維成像技術(shù)。
【關(guān)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(hào)】R722.12 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1004-4949(2014)08-0488-01
超聲波圖像也會(huì)因設(shè)定而產(chǎn)生不同的結(jié)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(duì)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(shè)定，才能順利解譯圖像所代表的意義。三維超聲波圖像技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中具有相當(dāng)重要的作用。本文在分析二維超聲波成像的基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)超聲波三維成像技術(shù)。
1三維超聲的成像技術(shù)
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(jìn)行擺動(dòng)，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(gè)一維超聲探頭和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)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(dòng)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(gè)陣列，中間的主陣列用于超聲成像，與主陣列垂直的兩個(gè)側(cè)陣列用于提取定位圖像。由于探頭移動(dòng)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(cè)的定位圖像確定兩次采樣間的位移、旋轉(zhuǎn)，從而確定圖像的空間位置。此外，還有一些文獻(xiàn)提供了通過相鄰圖像的相關(guān)和圖像的斑點(diǎn)噪聲統(tǒng)計(jì)規(guī)律來確定探頭側(cè)向位移的方法。
2 三維超聲的臨床應(yīng)用
2.1 三維超聲在空腔臟器中的應(yīng)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(rùn)深度、范圍及與鄰近組織、血管的立體位置關(guān)系，進(jìn)行術(shù)前TNM分期，對(duì)協(xié)助臨床制定相應(yīng)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(shí)三維超聲還能顯示病變的整體、表面形態(tài)及腫瘤對(duì)膀胱壁的浸潤(rùn)情況，從而提高了其診斷的準(zhǔn)確性，并有助于腫瘤術(shù)前方案的抉擇。對(duì)慢性膀胱炎癥、憩室、結(jié)石、凝血塊等膀胱疾病的診斷，也顯示出優(yōu)越性。
2.2 在實(shí)質(zhì)性臟器中的應(yīng)用
肝臟疾病 肝囊腫與肝膿腫二維超聲診斷準(zhǔn)確性較高，而肝癌與肝內(nèi)其它性質(zhì)占位性病變相互間的鑒別有時(shí)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(yīng)用前景?？捎糜诰_測(cè)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(gè)孕期胎兒的生長(zhǎng)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(jià)格和技術(shù)上的原因，目前三維超聲成像尚未達(dá)到臨床廣泛應(yīng)用的水平，也還有不少值得研究的問題。
2.3 在婦科的應(yīng)用
三維超聲對(duì)子宮實(shí)質(zhì)性腫瘤的斷，有一定輔助作用。對(duì)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(jié)構(gòu)、有無分隔與性突起、液體渾濁度等。對(duì)盆壁轉(zhuǎn)移性病灶合并腹水的人，三維較二維超聲的診斷價(jià)值更大。文獻(xiàn)報(bào)道三維超聲診斷附件區(qū)惡性腫瘤時(shí)，其敏感性由二維超聲的80%增87%。此外，三維超聲于術(shù)前可清晰顯示惡性腫瘤浸及圍臟器的情況，評(píng)價(jià)腫瘤與子宮、盆壁及髂血管的關(guān)系，為中能否切除腫瘤提供有價(jià)值的資料。與此同時(shí)，應(yīng)用3CDE可以顯示腫瘤內(nèi)血管空間結(jié)構(gòu)，并計(jì)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(biāo)。
3 三維超聲波成像
近年來，在臨床的應(yīng)用上，由于三維超聲波成像系統(tǒng)的技術(shù)大幅改善，使得許多醫(yī)療研究領(lǐng)域不斷地被開發(fā)，因而對(duì)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(lǐng)域最受到大家廣泛的關(guān)注。
在三維超聲波成像中，首先建立三維結(jié)構(gòu)的人體組織及器官。在臨床上雖然醫(yī)生或?qū)I(yè)人員對(duì)人體結(jié)構(gòu)上有了充份的了解，可是人體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)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(shè)備旁，常常都會(huì)附上輔助的?面圖像，對(duì)應(yīng)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(jìn)行對(duì)比。近年來，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度不斷提升，現(xiàn)在已經(jīng)能在計(jì)算機(jī)上展現(xiàn)出逼真的3D ?體效果與多屏幕輸出功能;在計(jì)算機(jī)所呈現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)中，創(chuàng)造出與真實(shí)空間相類似的環(huán)境。通過對(duì)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(shí)物?特性，進(jìn)而發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)等工具與系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、娛樂等領(lǐng)域。最典型的取得三維超聲波圖像的方法，是通過移動(dòng)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(yīng)有的相對(duì)空間位置，最后利用表面成像法或是體積成像法來實(shí)現(xiàn)三維成像。
4 結(jié)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(chǎng)合甚至是最好乃至唯一可用的成像模式。各種新技術(shù)新方法的開發(fā)和利用，使超聲儀器的檢測(cè)和診斷更為有效，應(yīng)用范圍也不斷延伸，如用于觀察病程的發(fā)展情況、細(xì)胞的代謝情況等。超聲成像技術(shù)在過去、現(xiàn)在和將來都是醫(yī)學(xué)影像研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。隨著技術(shù)的發(fā)展、研究的深入，將會(huì)有更多新發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)用于超聲成像。
參考文獻(xiàn)
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