醫(yī)學(xué)圖像后處理技術(shù)ppt課件

.,第10章醫(yī)學(xué)圖像后處理技術(shù),.,圖像的調(diào)用在查詢對(duì)話框中，多種條件中進(jìn)行組合查詢,10.1.1圖像的調(diào)用與觀察,.,查詢條件設(shè)置完成后，選擇“查詢”按鈕，在屏幕上會(huì)顯示所有滿足條件的患者影像信息，此時(shí)還可以分別依據(jù)詳細(xì)資料與大圖標(biāo)兩種方式進(jìn)行查看，然后用鼠標(biāo)選擇欲處理的患者影像，雙擊鼠標(biāo)即可進(jìn)入圖像后處理軟件界面以進(jìn)行下一步的后處理操作。,.,2.圖像查看方式選擇屏幕上方或者左側(cè)工具欄上“頁(yè)版式”命令設(shè)置圖像查看方式，即在屏幕上顯示不同數(shù)量的連續(xù)CT影像。,.,選擇屏幕上方工具欄中的“全屏”命令將某幅感興趣的CT圖像在整個(gè)屏幕上，選擇菜單上的“信息”命令以去掉圖像上的文字信息利于更好的觀察圖像,.,3.圖像的定位線標(biāo)識(shí)選擇屏幕上方工具欄中的“定位線”命令可以將人體組織與器官的平片圖像與橫截面圖像有機(jī)結(jié)合進(jìn)行觀察。圖像的定位線標(biāo)識(shí)功能可以使臨床醫(yī)生能夠直觀地獲得每一幅圖像的空間掃描位置。,.,幾何變換包括縮放、旋轉(zhuǎn)、鏡像、平移、定位、裁剪等功能。圖像的放大與縮小放大功能用于局部細(xì)致觀察病變的形態(tài)結(jié)構(gòu)，通常病變太小，肉眼可能難以分辨出來(lái)縮小功能主要用于要觀察病變整體形態(tài),10.1.2圖像的幾何變換,.,2.圖像的旋轉(zhuǎn)圖像的旋轉(zhuǎn)功能是指為符合醫(yī)生的常規(guī)觀察習(xí)慣而對(duì)圖像進(jìn)行的角度變換通過(guò)屏幕左側(cè)工具欄的左旋、右旋與翻轉(zhuǎn)命令對(duì)圖像做向左或向右不同角度的旋轉(zhuǎn)。,原始圖像圖像旋轉(zhuǎn)圖像翻轉(zhuǎn),.,1.圖像平滑圖像在采樣與傳輸過(guò)程中，由于傳輸信道、采樣系統(tǒng)質(zhì)量較差，或受各種干擾的影響，而造成圖像毛糙，此時(shí)可以對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理。圖像平滑處理也稱為圖像均勻處理，處理的原則是通過(guò)混合選區(qū)中像素的亮度來(lái)減少圖像的雜色，即搜索像素選區(qū)的半徑范圍以查找亮度相近的像素，扔掉與相鄰像素差異太大的像素，并用搜索到的像素的中間亮度值替換中心像素,10.1.3調(diào)整圖像顯示效果,.,圖像平滑處理的操作方法是選擇后處理軟件左側(cè)工具欄中的“濾鏡”按鈕，在彈出的“濾鏡”對(duì)話框中選擇“均勻”濾鏡，并可以通過(guò)對(duì)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)與對(duì)預(yù)覽窗口中圖像的觀察來(lái)選擇最適合的圖像平滑效果。,.,2.圖像銳化圖像經(jīng)轉(zhuǎn)換或傳輸后，質(zhì)量可能下降，難免有些模糊?？梢詫?duì)圖像進(jìn)行銳化，加強(qiáng)圖像輪廓，降低模糊度，使圖像清晰。銳化的原則是按指定的閾值查找值不同于周?chē)袼氐南袼?，并增加像素之間的對(duì)比度。因此，經(jīng)過(guò)圖像銳化處理后，較淺的像素變得更亮，較暗的像素變得更暗，,.,圖像銳化處理的操作方法是選擇后處理軟件左側(cè)工具欄中的“濾鏡”按鈕，在彈出的“濾鏡”對(duì)話框中選擇“銳化”濾鏡，并可以通過(guò)對(duì)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)與對(duì)預(yù)覽窗口中圖像的觀察來(lái)選擇最適合的圖像銳化效果。,.,3.浮雕效果圖像后處理過(guò)程中，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)浮雕效果以滿足對(duì)圖像輪廓與邊界的特殊觀察選擇后處理軟件左側(cè)工具欄中的“濾鏡”按鈕，在彈出的“濾鏡”對(duì)話框中選擇“浮雕”濾鏡，并可以通過(guò)對(duì)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)與對(duì)預(yù)覽窗口中圖像的觀察來(lái)選擇最適合的圖像浮雕效果。,.,4.圖像的負(fù)片圖像的負(fù)片是經(jīng)曝光和顯影加工后得到的影像，其明暗與被攝體相反。負(fù)片需經(jīng)印放在照片上才還原為正片。在X光成像中，影像的明暗常與透過(guò)光的多少有關(guān)，透過(guò)多的則黑，少的則白。通常在沖洗后的X光片上顯示的黑白圖象稱為正片，而在透視上圖象的黑白度將與X光照片相反，叫負(fù)片。負(fù)片適用于觀察肺內(nèi)的血管或者小的高密度病灶等結(jié)構(gòu)。,.,選擇需要進(jìn)行反相處理的圖像，然后選擇后處理軟件左側(cè)工具欄中的“反白”按鈕，就可以對(duì)反相后的圖像效果進(jìn)行觀察。,.,5.圖像增強(qiáng)利用圖像增強(qiáng)技術(shù)可以有效地突出圖像的細(xì)節(jié)，改善圖像的視覺(jué)效果，方便特征的提取。目前圖像增強(qiáng)技術(shù)主要應(yīng)用在X射線圖片和CT影像等的處理。圖像邊緣增強(qiáng)的原則是：將選擇好的圖像感興趣區(qū)域或邊緣的像素值重新計(jì)算，得出一個(gè)新像素值，它所表示的灰度值與原像素值有明顯的差異，如果像素的灰度顯示為白（或亮），那么，新像素的灰度則顯示為更白。反之，如果原像素的灰度值顯示為黑（或暗），那么，新像素的灰度則顯示為更黑。,.,圖像增強(qiáng)的作用是把人眼難以辨認(rèn)的區(qū)域或輪廓增強(qiáng)，使其能清晰的顯示毗鄰的解剖關(guān)系或細(xì)微的組織結(jié)構(gòu)，有利于發(fā)現(xiàn)細(xì)微病變。,.,6.偽彩色處理偽彩色技術(shù)是對(duì)原圖進(jìn)行預(yù)處理，識(shí)別出屬于不同性質(zhì)的區(qū)域并賦予不同的色彩。偽彩色技術(shù)的原理是由于人眼分辨不同彩色的能力比分別不同的灰度級(jí)的能力強(qiáng)，因此把人眼無(wú)法區(qū)別的灰度變化，施以不同的彩色來(lái)提高識(shí)別率。從灰度圖像生成一幅彩色圖像可以仿照對(duì)溫度的描述方式，當(dāng)溫度比較低，我們會(huì)想到藍(lán)色（冷色調(diào)），當(dāng)溫度較高的時(shí)候，會(huì)想到紅色（暖色調(diào)）?？梢愿鶕?jù)人感官上的這一特性，將亮度低的影射為藍(lán)色、亮度高的影射為紅色進(jìn)行偽彩色處理。,.,在圖像后處理軟件中，實(shí)現(xiàn)偽彩色的操作方法是選擇需要進(jìn)行處理的圖像，然后選擇后處理軟件左側(cè)工具欄中的“偽彩”按鈕，在彈出的“動(dòng)態(tài)影射”對(duì)話框中使用調(diào)色板與顏色掩碼進(jìn)行設(shè)置與觀察,.,偽彩色技術(shù)不僅應(yīng)用于CT圖像，還可以應(yīng)用于X光片、MRI、PET等諸多種類醫(yī)學(xué)圖像后處理技術(shù)中。如圖，顯示的是頭部MRI偽彩色圖像，其中a圖顯示的是頭部MRI-T2WI像，b圖與c圖分別將不同的頭部結(jié)構(gòu)用不同的色彩表示，使結(jié)構(gòu)觀察更加清晰。,a,c,b,.,胸部X光片偽彩色圖像，其中a圖顯示的是胸部原始圖像，b圖與c圖為偽彩色圖，增大了不同的結(jié)構(gòu)間對(duì)比度，有利于觀察與診斷。,.,胸部CT片偽彩色圖像，其中a圖為CT原始圖像，b圖為骨骼偽彩色增強(qiáng)圖像，c圖為軟組織偽彩色增強(qiáng)圖像，d圖為肺組織偽彩色增強(qiáng)圖像，e圖為最終圖像。,a,c,b,d,e,.,調(diào)窗技術(shù)的應(yīng)用在X射線檢查中，以胸部X平片為例。如果感興趣區(qū)在肺部，可縮小窗寬，調(diào)整窗位使肺紋理結(jié)構(gòu)與肺野有良好的對(duì)比度，細(xì)節(jié)顯示清晰。此時(shí)縱隔結(jié)構(gòu)、心影重疊結(jié)構(gòu)因亮度過(guò)高而細(xì)節(jié)顯示不良。反之，如感興趣區(qū)位于肋骨、胸椎，則可適當(dāng)增大窗寬，連續(xù)調(diào)整窗位，使感興趣部位的細(xì)節(jié)顯示良好。在CT檢查中，窗寬是CT圖像上顯示的CT值范圍。通常在CT值范圍內(nèi)的組織和病變均以不同的灰度顯示，CT值高于此范圍的組織和病變，無(wú)論高出程度有多少，均以白影顯示，無(wú)灰度差異；反之，低于此范圍的組織結(jié)構(gòu)，不論低的程度有多少，均以黑影顯示，無(wú)灰度差別。增大窗寬，則圖像所示CT值范圍加大，顯示具有不同密度的組織結(jié)構(gòu)增多，但各結(jié)構(gòu)之間的灰度差別減少。減小窗寬，則顯示具有不同密度的組織結(jié)構(gòu)減少，然而各結(jié)構(gòu)之間的灰度差別增加。,10.1.4窗寬與窗位,.,2.調(diào)窗技術(shù)的操作方法在圖像后處理軟件中，調(diào)節(jié)窗寬與窗位方法包括如下兩種：（1）選擇需進(jìn)行調(diào)窗處理的圖像，然后選擇后處理軟件左側(cè)工具欄中“窗”按鈕，在彈出的腦窗、肺窗、骨窗、縱隔窗、軟組織窗中進(jìn)行選擇。（2）選擇屏幕上方工具欄中“調(diào)窗”按鈕，并使用鼠標(biāo)在圖像上拖動(dòng)直接進(jìn)行調(diào)窗操作。,.,圖像測(cè)量主要目的是從圖像中提取出對(duì)臨床診療有用的定量信息。在二維圖像中，可以測(cè)量距離、面積、角度并統(tǒng)計(jì)密度分布，如均值、方差和中值等信息；在三維圖像模型中，可以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離、曲線長(zhǎng)度、角度、表面積和體積等信息。圖像測(cè)量的方法是：選擇圖像后處理軟件菜單欄上“標(biāo)識(shí)/測(cè)量”命令，屏幕左側(cè)工具欄變成圖像標(biāo)識(shí)與測(cè)量的相關(guān)選項(xiàng)。,10.1.5圖像測(cè)量,.,1.長(zhǎng)度與角度測(cè)量選擇測(cè)量起點(diǎn)，移動(dòng)鼠標(biāo)至測(cè)量終點(diǎn)，再次單擊，在屏幕上顯示測(cè)量結(jié)果。長(zhǎng)度測(cè)量用于病變大小，深度等的測(cè)定。同樣方法可以對(duì)角度進(jìn)行測(cè)量，在屏幕上顯示測(cè)得的角度值，角度測(cè)量通常用于病變與周?chē)M織的關(guān)系測(cè)定和確定手術(shù)方案，如圖的是對(duì)頭部CT的長(zhǎng)度與角度的測(cè)量結(jié)果。,.,在影像后處理工作站中，還可引入骨科模板，幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)計(jì)劃。如在髖關(guān)節(jié)手術(shù)規(guī)劃中通過(guò)測(cè)量長(zhǎng)度，角度，放入模擬鋼針并且可以計(jì)算鋼針大小，形態(tài)，放置位置等重要手術(shù)參數(shù),.,2.周長(zhǎng)與面積測(cè)量病灶區(qū)的周長(zhǎng)和面積同樣具有診斷價(jià)值。在圖像后處理軟件中選擇“測(cè)量周長(zhǎng)及面積”按鈕后，在被捕獲圖像上測(cè)量起點(diǎn)按下鼠標(biāo)左鍵圈出欲測(cè)量周長(zhǎng)及面積的區(qū)域，移動(dòng)鼠標(biāo)至測(cè)量終點(diǎn)，松開(kāi)按下的鼠標(biāo)左鍵，在程序提示條中即可顯示被測(cè)區(qū)域的周長(zhǎng)及面積，如圖，在心臟彩超中，周長(zhǎng)與面積的測(cè)量常用于判斷器官的狹窄擴(kuò)張，血液反流面積等病變。,.,3.寬度與容積測(cè)量寬度測(cè)量主要用于對(duì)心肌缺血，心肌梗塞的診斷。如左圖，顯示的是冠脈血管造影圖像中對(duì)血管狹窄程度的測(cè)量，通過(guò)測(cè)量冠狀動(dòng)脈寬度，判斷有無(wú)動(dòng)脈狹窄導(dǎo)致缺血改變。容積測(cè)量常用于心臟分析功能，如右圖，通過(guò)測(cè)量不同時(shí)間的心腔容積，計(jì)算出心腔體積變化，判斷心臟射血的能力。,.,4.平均密度值測(cè)量平均密度值測(cè)量主要應(yīng)用在CT圖像診斷，單位使用CT值（HU），表示的是測(cè)量面積內(nèi)的平均密度值。通常CT圖像與X光圖像都可以用不同的灰度來(lái)表示密度高低，吸收X光多的人體器官和組織密度高，圖像呈白色，反之則呈黑色。圖像的黑白度反映的是器官和組織對(duì)X線的吸收程度，黑影表示低吸收區(qū)，即低密度區(qū)，如肺部；白影表示高吸收區(qū)，即高密度區(qū)，如骨骼。平均密度測(cè)量在確定病變性質(zhì)，組織類型等診斷中起著非常重要的作用。,.,左圖顯示在頭部CT測(cè)量中，測(cè)得頭部的距形面積及平均密度值為：面積Ar為5009，平均密度值為31HU，SD密度均方差為8.3；右圖顯示測(cè)得頭部的不規(guī)則形狀面積及平均密度值是：面積Ar為4283，平均密度值為32HU，SD密度均方差為7.3。,.,二維重建技術(shù)主要應(yīng)用于多層螺旋CT設(shè)備，是圖像后處理功能中最常用的方法。二維重建技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法是：在橫斷面CT圖像上按要求任意劃線，然后沿該劃線將橫斷面上的二維體積層面重組，即可獲得該劃線平面的二維重建圖像。其中螺旋掃描時(shí)的層厚和螺距對(duì)多層面圖像重建的圖像質(zhì)量有明顯的影響，層厚越薄，重建圖像越清晰；層厚和螺距選擇不當(dāng)，較易造成階梯狀偽影。二維重建技術(shù)主要包括多平面重建（multipleplanarreformatting，MPR）、曲面重建技術(shù)（curvedplanarreformations，CPR）與計(jì)算容積重建（calculatevolumereformatting，CVR）三種。,10.1.6醫(yī)學(xué)影像二維重建技術(shù),.,1.多平面重建（MPR）多平面重建（MPR）是通過(guò)原始的橫軸位圖像（薄層）的容積采集獲取數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)后處理后獲得人體組織器官任意的冠狀、矢狀、橫軸、和斜面的圖像。如MPR重建圖像所示，4張圖片為是胸腹部各個(gè)方位的MPR重建圖象，,上面2張圖片為胸腹部冠狀位軟組織窗CT重建MPR圖，下方左圖是矢狀位軟組織窗CT重建MPR圖，下方右圖是斜位骨窗CT重建MPR。這樣可以從多個(gè)角度觀察病變的形態(tài)，位置及妣鄰關(guān)系。,.,2.曲面重建技術(shù)曲面重建技術(shù)（CPR）是MPR的一種特殊方法，適合人體一些曲面結(jié)構(gòu)器官的顯示。CPR與MPR的區(qū)別在于一個(gè)是表面平整的平面圖，一個(gè)是表面不規(guī)則的平面圖。,如圖，左圖上的虛線是主動(dòng)脈曲面重建的興趣區(qū)，右圖顯示的血管即是沿虛線重建出來(lái)的血管形態(tài)。,.,3.計(jì)算容積重建（CVR）計(jì)算容積重建（CVR）是MPR的另一種特殊方式。它是通過(guò)適當(dāng)增加冠狀、矢狀、橫軸面和斜面圖像的層厚，以求能夠較完整地顯示與該平面平行的組織器官結(jié)構(gòu)的形態(tài)，如：血管、支氣管等，同時(shí)也可以增加圖像的信噪比。,.,10.2醫(yī)學(xué)影像三維可視化,醫(yī)學(xué)圖像的三維可視化是指利用一系列的二維切片圖像重建三維圖像模型并進(jìn)行定性、定量的分析，為醫(yī)生提供器官和組織的三維結(jié)構(gòu)信息和分析工具并輔助醫(yī)生對(duì)病變體及其它感興趣的區(qū)域進(jìn)行定性與準(zhǔn)確的定量分析，提高醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性和正確性。,.,四個(gè)步驟：數(shù)據(jù)獲取，通過(guò)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備（CT、MRI、超聲等）對(duì)人體進(jìn)行掃描而得到一組二維斷層圖像；可視化預(yù)處理，將某些斷層圖像中的噪聲進(jìn)行濾波以提高信噪比。對(duì)三維體數(shù)據(jù)中包含的不同對(duì)象進(jìn)行選擇，并實(shí)施縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、刪除、改變其物理屬性（顏色、透明度、發(fā)射系數(shù)等）、剖切等操作，其中對(duì)數(shù)據(jù)正確的分類與分割是對(duì)病變體或器官做定性與定量分析的基礎(chǔ)，也為后續(xù)的可視化做必要的數(shù)據(jù)整理與準(zhǔn)備工作；三維建模過(guò)程，完成將三維體數(shù)據(jù)變?yōu)閹缀螖?shù)據(jù)（物體表面的幾何描述）的功能；繪制過(guò)程，一種是面繪制，采用計(jì)算機(jī)圖形顯示算法對(duì)三維模型重建出的物體表面進(jìn)行顯示；另一種是直接對(duì)三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，稱為直接體繪制。,10.2.1三維重建的過(guò)程,.,表面重建又稱為表面陰影遮蓋成像（shadedsurfacedisplay，SSD）。最早應(yīng)用于骨3D成像，目前廣泛用于各部位的血管成像及氣道成像。SSD成像方法是設(shè)定上、下限的CT閾值并舍去閾值外結(jié)構(gòu)，只對(duì)閾值內(nèi)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。通過(guò)對(duì)CT閾值的選擇，可使肺或氣管、支氣管成像，而高于氣管密度的縱隔大血管及胸壁其它組織不顯影，也可選擇不同的CT閾值顯示血管解剖結(jié)構(gòu)。其中，設(shè)定閾值的大小對(duì)重建的效果起重要作用，閾值過(guò)大，圖像偏白，看不清表面輪廓和顱內(nèi)的腦組織；閾值過(guò)小，圖像表面就會(huì)有“破孔”現(xiàn)象產(chǎn)生。,10.2.2三維表面重建,.,表面重建（SSD）可以顯示器官的立體形態(tài)，并可通過(guò)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行各方位觀察，解剖關(guān)系清楚，有利于病灶的定位及顯示復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。表面重建（SSD）技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單、速度快。缺點(diǎn)包含三類：與閾值范圍有關(guān)，由于SSD對(duì)CT閾值的變化非常敏感，不適當(dāng)?shù)拈撝颠x擇可能損失相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)，或過(guò)高估計(jì)病變?cè)斐杉傧螅慌c層厚有關(guān)，可能由于部分容積效應(yīng)和邊緣效應(yīng)導(dǎo)致誤差；由于采集數(shù)據(jù)期間的運(yùn)動(dòng)所致，如病人屏氣不佳或器官搏動(dòng)造成偽影。,.,1.遮蓋容積重建（SVR）遮蓋容積重建（ShadedVolumeRendering，SVR）將每個(gè)層面容積資料中所有像素的積元都加以利用來(lái)完成重建。（1）骨骼。SVR圖像可以立體、直觀和清晰地顯示正常顱骨、軀干骨和四肢骨的生理性突起、凹陷、空腔、膨大以及關(guān)節(jié)的骨性結(jié)構(gòu)（如：關(guān)節(jié)頭和關(guān)節(jié)盂等）的形態(tài)。,10.2.3三維容積重建,.,（2）血管系統(tǒng)。SVR在血管系統(tǒng)病變中可以清楚地顯示大范圍復(fù)雜血管的完整形態(tài)、走行和病變，能從多角度直觀的顯示病變與血管、血管之間以及血管與周?chē)渌鞴僦g的三位空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。,.,（3）泌尿系統(tǒng)。SVR圖像可以清晰地顯示經(jīng)對(duì)比劑強(qiáng)化的腎臟、腎盞和腎盂的完整形態(tài)，以及全程輸尿管的走行和梗阻、狹窄部位和狹窄程度，并能以多角度直觀地顯示腎臟、輸尿管與周?chē)芤约肮趋乐g的解剖關(guān)系。,.,（4）腫瘤。使用SVR多曲線調(diào)整技術(shù)（FreesettingMulti-ThresholdvaluesCurve）可以將經(jīng)對(duì)比劑強(qiáng)化的各系統(tǒng)和器官的腫瘤在同一幅三維圖像上同時(shí)獲得骨、血管和軟組織的影像。能夠?qū)δ[瘤準(zhǔn)確地定位，完整地顯示病灶本身的狀態(tài)以及與周?chē)M織器官和血管的毗鄰關(guān)系和受侵及、擠壓移位等情況。經(jīng)處理后的圖像可以對(duì)病變進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)，多方位觀察和分析,.,2.密度容積重建（IVR）密度容積重建（IntensityVolumeRendering，IVR）圖像利用全部體元深度和透過(guò)度的信息成像，主要適用于觀察腹部和肺部CT值差別較小的組織器官，如圖10.41所示，圖像顯示了支氣管與肺部腫瘤之間的關(guān)系，此病例清晰地顯示出肺內(nèi)支氣管及腫瘤組織，并且可以看到腫瘤與支氣管關(guān)系密切。,.,3.最大密度投影（MIP）最大密度（強(qiáng)度）投影（maximumintensityprojection，MIP）是把容積組織或物體中每1個(gè)像素信號(hào)強(qiáng)度最大的像素元（最大的CT值）通過(guò)投影方式疊加在一起，形成一幅只有高信號(hào)強(qiáng)度的影像，用切割、剪裁或選擇主體等形式把一些多余的背影信號(hào)去掉，然后在3D窗口選擇旋轉(zhuǎn)方向就可以得到不同視角連續(xù)顯示的復(fù)數(shù)影像，從而顯示出立體效果。,有造影劑的髂動(dòng)脈血管經(jīng)CT增強(qiáng)掃描后，使用最大強(qiáng)度（密度）投影重建得到的圖像,SVR重建得到的圖像，可以清楚的觀察到在髂動(dòng)脈鈣化顯示中，MIP圖像比SVR圖像清晰,.,4.最小密度投影（MinIP）最小密度（強(qiáng)度）投影（minimumintensityprojection，MinIP）是利用容積數(shù)據(jù)中，在視線方向上密度最小的CT值成像的投影技術(shù)，其余組織結(jié)構(gòu)的影像被除去，并且圖像可以任意選擇投照方向進(jìn)行觀察，有利于突出顯示具有相同低密度的組織結(jié)構(gòu)。,通過(guò)對(duì)氣管支氣管最小密度投影（MinIP），顯示出氣管狹窄，并可見(jiàn)氣管插管影。,.,5.X-線模擬投影（X-rayProjection）X-線模擬投影是利用容積數(shù)據(jù)在視線方向上的全部像元值成像的投影技術(shù)，主要用于骨骼病變的顯示。重建后的圖像效果類似于普通X-線攝影，故稱為X-線模擬投影，,X-線模擬投影與普通X-線攝影比較，優(yōu)點(diǎn)是：（1）可進(jìn)行多角度、多方位投影；（2）可用Clipping、Cutting、Seed等技術(shù)去除與靶器官重疊的組織器官影像的干擾；（3）可利用原始數(shù)據(jù)做回顧性后處理。,.,6.透明化X-線模擬投影透明化X-線模擬投影圖像是由XrayProjection技術(shù)衍生出來(lái)的以透明方式顯示的圖像，主要用于顯示中空器官和骨骼等表面組織結(jié)構(gòu)密度明顯高于內(nèi)部組織密度的器官。,進(jìn)行圖像后處理操作的技術(shù)要點(diǎn)是：（1）去除靶器官（骨骼除外）以外的組織，再調(diào)整CT值的上下限，最終只保留靶器官表面的影像；（2）適當(dāng)調(diào)整窗寬、窗位，直至獲得具有明顯透明效果的圖像。,.,7.容積漫游技術(shù)（VRT）容積漫游技術(shù)（Volumerenderingtechnique，VRT）基于3D瀏覽軟件基礎(chǔ)之上，包括容積漫游透明和高級(jí)圖像編輯功能。VRT技術(shù)可以對(duì)不同物體容積的光線明暗度、透明效果、折射特性進(jìn)行分析，能選擇顯示4種不同組織密度的解剖結(jié)構(gòu)，最后存儲(chǔ)記錄圖像效果的密度及色彩。,.,VRT技術(shù)與如SVR、MIP、SSD等其它三維重建技術(shù)區(qū)別如下：（1）VRT無(wú)需定義明確表面，影像中含有的信息比SSD和MIP多，很好的保存了原始數(shù)據(jù)的解剖空間關(guān)系，可以為觀察者提供一個(gè)更具真實(shí)感的三維立體影像（2）VRT影像所觀察的是一個(gè)由不同透明度體素組成的完整的影像合集，能顯示重疊的組織結(jié)構(gòu)與血管腔。（3）VRT可以形象真實(shí)地反映解剖結(jié)構(gòu)，顯示密度差別大的軟組織與骨骼或金屬支架，同時(shí)可以使用不同透明度、亮度及色度進(jìn)行顯示。,.,三維圖像智能化處理和分析技術(shù)包括對(duì)圖像的智能分割、結(jié)構(gòu)分析、對(duì)各種器官和組織溫度、壓力的有限元分析與對(duì)血液或其它分泌代謝系統(tǒng)流質(zhì)的動(dòng)態(tài)分析、自動(dòng)選擇和應(yīng)用與原始數(shù)據(jù)相關(guān)的三維顯示參數(shù)與獨(dú)立顯示軟組織等功能。其中，圖像的分割技術(shù)在臨床診療中起著十分重要的應(yīng)用。如圖所示，左圖為原始圖像，右圖是經(jīng)過(guò)圖像分割處理后除掉腓骨的情況，可以清晰地看出被遮擋的骨裂情況。,10.2.4三維圖像智能化處理技術(shù),.,三維圖像后處理軟件提供的常用工具，包括：（1）平面剪輯（Clipping）工具：用鼠標(biāo)點(diǎn)選“Clipping”圖標(biāo)，再分別拉動(dòng)在屏幕上顯示紅、綠、藍(lán)色參考直線就可以沿X、Y、Z軸對(duì)圖像做6個(gè)方向任意深度的切割剪輯。（2）斜面剪輯（ObliqucClipping）工具：用鼠標(biāo)點(diǎn)選“Obl.Clipping”圖標(biāo)，再點(diǎn)擊“Cut”和“Rotate”按鈕，并分別向上、下、左、或右推動(dòng)鼠標(biāo)就可以對(duì)圖像做不同方向切面的切割剪輯，通過(guò)拉動(dòng)“Depth”滑塊可以調(diào)整切割的深度。（3）切割（Cutting）工具：用鼠標(biāo)點(diǎn)選“Drilling”圖標(biāo)，屏幕上即顯示出參考圖像（Ref.Image）。此時(shí)可拖動(dòng)鼠標(biāo)在“A”或“B”圖像區(qū)畫(huà)出矩形框（框的形狀和面積即為洞口的大?。?，同時(shí)在“Ref.Image”上顯示的矩形框表示洞的深度，可用鼠標(biāo)拖動(dòng)此矩形框以調(diào)整深度。選擇不同的“ViewingAngle”可改變“Ref.Image”的觀察方向。然后，點(diǎn)擊“Apply”即可完成鉆洞。應(yīng)用該工具可以模擬手術(shù)入路。（4）電子分離（Seed）：進(jìn)入組織器官分離（Segmentation）界面，此時(shí)屏幕分為“原始圖像區(qū)Orig”、“合成圖像區(qū)Binary”、“原始圖像+合成圖像區(qū)Rrig+Binary”和“結(jié)果圖像區(qū)Result”等四個(gè)區(qū)。點(diǎn)擊“ExtractOptions”即打開(kāi)“Seed”屏幕，再點(diǎn)選“3D”、“Include”，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“Exclude”，則除去與此點(diǎn)相連的組織器官的圖像。應(yīng)用該工具可以實(shí)施電子關(guān)節(jié)分離。,.,10.3虛擬內(nèi)窺鏡,虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)是將視點(diǎn)置于三維數(shù)據(jù)場(chǎng)內(nèi)部并采用透視投影方式實(shí)現(xiàn)重采樣和圖像合成的三維可視化模式。,.,人體有很多部位真實(shí)內(nèi)窺鏡無(wú)法到達(dá)，如心臟、脊髓、內(nèi)耳、膽、胰、血管等。虛擬內(nèi)窺鏡采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用CT、MR等設(shè)備產(chǎn)生的圖像，進(jìn)行三維重建。與前面提到的三維重建區(qū)別在于，虛擬內(nèi)窺鏡視點(diǎn)通常位于器官內(nèi)進(jìn)行漫游，投影方式采樣透視投影而非平行投影，以實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)內(nèi)窺鏡效果的仿真。下圖為虛擬耳窺鏡從多角度多方位觀察對(duì)內(nèi)耳的半規(guī)管及聽(tīng)小骨形態(tài)進(jìn)行的觀察。,10.3.1虛擬內(nèi)窺鏡的應(yīng)用,.,虛擬內(nèi)窺鏡的重建操作包括五個(gè)主要過(guò)程：打開(kāi)界面，選擇數(shù)據(jù)；建立三維圖像；建立虛擬內(nèi)鏡；建立虛擬內(nèi)鏡檢查路徑；觀察虛擬內(nèi)鏡圖像。,10.3.2虛擬內(nèi)窺鏡的重建操作,.,以結(jié)腸內(nèi)窺鏡圖像重建為例，其操作過(guò)程如下：（1）打開(kāi)圖像重建界面，選擇所要的病人資料，并進(jìn)入重建程序。選擇病例圖像的目標(biāo)序列。,.,（2）在重建所需的各種腹部模板中進(jìn)行選擇，然后選擇Quick3D按鈕，建立三維圖像。,.,（3）在建立的三維圖像上，分別設(shè)置閥值、重建范圍、將多層和MPR計(jì)劃添加到選擇的結(jié)腸中與選擇容積功能四個(gè)步驟，選擇內(nèi)窺鏡檢查（Endoscopy）按鈕建立虛擬內(nèi)鏡。,.,（4）在內(nèi)窺鏡檢查向?qū)е校x擇Makepath按鈕，可以通過(guò)自動(dòng)產(chǎn)生路徑、MPR導(dǎo)航路徑、基于VR的半自動(dòng)路徑與基于MPR的半自動(dòng)路徑四種方式設(shè)置檢查路徑。如圖10.56所示，指定兩個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)擊FINDPATH按鈕即可自動(dòng)產(chǎn)生路徑的過(guò)程。,.,（5）對(duì)虛擬內(nèi)鏡圖像進(jìn)行觀察,.,10.4實(shí)時(shí)四維彩色超聲成像（4D超聲）,4D超聲波技術(shù)就是采用3D超聲波圖像加上時(shí)間維度參數(shù)，可以顯示人體內(nèi)臟器官或胎兒在母體內(nèi)的即時(shí)動(dòng)態(tài)活動(dòng)圖像。,.,四維（4D）超聲成像系統(tǒng)采用特殊的四維探頭，能夠自動(dòng)采集容積數(shù)據(jù)，避免人工采集數(shù)據(jù)采樣不均勻、易產(chǎn)生偏差的缺點(diǎn)。高速信號(hào)處理器可以實(shí)時(shí)處理采集到的圖像，無(wú)需外接工作站進(jìn)行圖像后處理。增加了混合模式成像、平滑、光線、紋理模式，并且相互之間還可以按一定比例兩兩組合，提高了組織對(duì)比度與信噪比，增強(qiáng)了圖像信號(hào)的立體感與層次感。在患者平穩(wěn)呼吸狀態(tài)下，可連續(xù)獲得膽囊、胃、膀胱的動(dòng)態(tài)圖像，避免了靜態(tài)三維超聲圖像采集過(guò)程中因呼吸及屏氣不足造成圖像扭曲、變形而需重新采集圖像的弊病。,10.4.1四維彩色超聲技術(shù)特點(diǎn),.,4D超聲最初應(yīng)用于心臟，包括：（1）心功能的測(cè)定；（2）先天性心臟病房間隔缺損和室間隔缺損的診斷；（3）二尖瓣狹窄的瓣口面積測(cè)量；（4）檢測(cè)心肌缺血病變等。其中對(duì)心功能的測(cè)量是實(shí)驗(yàn)研究與臨床應(yīng)用的重點(diǎn)。,10.4.2四維彩色超聲臨床應(yīng)用,.,2.4D超聲可以使醫(yī)生能即時(shí)觀察胎兒在子宮內(nèi)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，判斷胎兒的發(fā)育情況?？梢詼y(cè)定胎兒年齡、分析胎兒發(fā)育情況、胎兒體積測(cè)定、評(píng)價(jià)多胞胎、高危妊娠、檢測(cè)胎兒異常、檢測(cè)子宮結(jié)構(gòu)異常、檢測(cè)胎盤(pán)異常、胎盤(pán)定位、檢測(cè)子宮異常出血、檢測(cè)異位妊娠和其它的異常妊娠、檢測(cè)卵巢的腫瘤和纖維瘤、檢測(cè)子宮肌瘤。如圖所示，英國(guó)科學(xué)家利用4D超聲拍攝的子宮內(nèi)胎兒影像，可以清晰地觀察到胎兒活動(dòng)的細(xì)節(jié)、微笑、眨眼等細(xì)致的面部表情與四胞胎在有限的子宮空間里激烈地爭(zhēng)奪地盤(pán)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。,.,3.4D超聲作為術(shù)前“外科視野”，可以向外科醫(yī)生提供心臟結(jié)構(gòu)，尤其是病變結(jié)構(gòu)的實(shí)物圖像，有助于外科醫(yī)師制定準(zhǔn)確可行的手術(shù)計(jì)劃，避免手術(shù)時(shí)發(fā)生意外而臨時(shí)修改手術(shù)方案情況的出現(xiàn)。4.在治療領(lǐng)域上，4D超聲應(yīng)用于心臟活檢中的活檢鉗放置定位，確定心導(dǎo)管在心腔內(nèi)位置，對(duì)消融導(dǎo)管精確定位。并且可以為二尖瓣球囊成形術(shù)、房間隔或室間隔缺損的封堵器封堵術(shù)提供精確的空間方位、深度信息與實(shí)時(shí)術(shù)中監(jiān)測(cè)。,.,10.5醫(yī)學(xué)影像的融合,醫(yī)學(xué)影像的融合是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將各種影像學(xué)檢查所得到的圖像信息進(jìn)行數(shù)字化綜合處理，將多種源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用、空間配準(zhǔn)后，融合各種檢查的優(yōu)勢(shì)以產(chǎn)生一種全新的、高質(zhì)量的影像信息來(lái)達(dá)到計(jì)算機(jī)輔助診斷目的。,.,影像融合的關(guān)鍵技術(shù)包括：圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是指對(duì)來(lái)自不同采集設(shè)備的圖像信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、三維方位調(diào)整、尺度變換等，以確保多源圖像的像素與體素表達(dá)同樣大小的實(shí)際空間區(qū)域與組織臟器在空間描述上的一致性；影像融合需要實(shí)現(xiàn)相關(guān)圖像的對(duì)位，也就是點(diǎn)到點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)；圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的作用是實(shí)現(xiàn)典型病例、典型圖像數(shù)據(jù)的存檔和管理以及信息的提取，為融合提供數(shù)據(jù)支持；數(shù)據(jù)理解是對(duì)各種成像設(shè)備所得信息進(jìn)行綜合處理和應(yīng)用，以獲得新的有助于臨床診斷的信息。,10.5.1醫(yī)學(xué)影像融合技術(shù)與分類,.,1.按融合技術(shù)分類，可分為單模融合、多模融合和模板融合。（1）單模融合：是指將同一種影像學(xué)的圖像融合，多用于治療前后的對(duì)比、疾病的隨訪觀察、疾病不同狀態(tài)的對(duì)比、運(yùn)動(dòng)偽影和設(shè)備固有偽影的校準(zhǔn)等方面。（2）多模融合：是指將不同影像技術(shù)的圖像進(jìn)行融合，包括形態(tài)和功能成像兩大類，多模圖像融合主要是將這兩類成像方法獲得的圖像進(jìn)行融合，其意義在于克服功能成像空間分辨率和組織對(duì)比分辨率低的缺點(diǎn)，發(fā)揚(yáng)形態(tài)學(xué)成像方法各種分辨率高、定位準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，最大限度地挖掘影像學(xué)信息，綜合利用這幾種檢查所提供的信息，對(duì)病情做出更確切的診斷。（3）模板融合：是指將患者的圖像與模板（解剖或生理圖譜等）圖像融合，多用于正常結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)測(cè)量、不同患者同一類病變的比較、生長(zhǎng)發(fā)育和衰老進(jìn)程監(jiān)測(cè)與制訂診斷標(biāo)準(zhǔn)等方面。,.,2.按處理方法分類，可分為數(shù)值融合和智能融合。（1）數(shù)值融合法是將來(lái)源于不同成像設(shè)備的圖像做空間歸一化的處理，獲得一致性描述后，來(lái)直接應(yīng)用。（2）智能融合法是將來(lái)源于不同成像設(shè)備的圖像做空間歸一化處理后，根據(jù)研究的需要，選擇不同圖像中的所需信息，進(jìn)行綜合。,.,3.按系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類，可分為集中、分布、分層和混合等方式。（1）集中式是將各種成像設(shè)備所得的圖像都直接送到中央處理器來(lái)進(jìn)行融合處理。這種結(jié)構(gòu)既可實(shí)現(xiàn)時(shí)間融合，又可實(shí)現(xiàn)空間融合，但由于其數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)樣式多，對(duì)傳輸、處理設(shè)備要求較高，解決策略復(fù)雜。（2）分布式是指各成像設(shè)備都是一個(gè)個(gè)自主的局域處理器，完成對(duì)采集信息的局域處理，可在本地完成時(shí)間融合，同時(shí)又可與其它的結(jié)點(diǎn)通信，完成最終診斷，這種結(jié)構(gòu)要求成像設(shè)備的性能良好并具開(kāi)放性。（3）分層式是在集中和水平式之間引入中間結(jié)點(diǎn)，先進(jìn)行同類成像設(shè)備的數(shù)據(jù)融合，再將結(jié)果送至全局處理器，進(jìn)行異類