CT三维重建解析

64排 CT骨三维重建对骨折诊断意义多层螺旋CT代表着当今设备和技术的发展方向，尤其是64排螺旋CT带来了全新的诊断模式，尤其是64排CT骨三维重建对骨折的诊断有重要意义：一、CT三维重建技术1、容积再现技术（VRT）:将多个平面图像合成三维图像的方法，将所有体素的CT值设为不同的透明度，由完全不透明到完全透明，同时利用虚拟照明效应，用不同的灰阶或伪彩显示三维立体图像。

2、多平面重组（MPR）：是指把横断扫描得以像素为单位的二维图像，重组成以体素为单位的三维数据，再以冠状面、横断面、矢状面或斜面去截取三维数据，得到重组二位图像。

3、最小密度投影（Min -IP）：利用容积数据中在视线方向上CT最高或最低的全部像素进行成像。

可以较真实地反映组织的密度差异,清楚地显示造影剂强化的血管形态、走向、异常改变及血管壁钙化和分布的情况。

二、64排螺旋CT三维重建在骨折中的优势骨折是外科的常见病、多发病，一般依靠传统的X线平片诊断。

骨关节的X线摄影简单方便，大部分骨折通过X线检查得以解决。

但随着医疗水平的提高，临床医生对骨折诊断的准确性、精确性要求也越来越高。

因为骨折的部位、分型、累及的范围、移位情况及周围组织损伤情况等对患者治疗方案的制定及预后估计十分重要。

对于复杂部位的骨折和隐匿性骨折，X线平片与常规CT检查很难全面、客观地显示骨折的情况。

常规X线平片的摄片需病人一定体位的配合，拍摄多个体位时还需搬动病人，不仅增加了患者的痛苦，延长了检查时间，还可能加重病人的损伤。

而且，X线平片图像是前后重叠的二维图像，无论病人如何变换体位、改变X线投照方向，发生于复杂解剖部位的骨折及细小骨折均不易在X线平片上发现。

普通非螺旋CT扫描避免了影像的重叠，但要求切割层面选择要准确及薄层扫描，否则也容易漏诊，特别是对平行于X线束及骨折合并半脱位等复杂情况。

与上述检查手段相比，螺旋CT可以进行容积扫描和数据采集，病人无需变换体位，只需平卧，就能在短时间内一次完成容积扫描，检查过程快速简便安全。

同学，带你见识一下CT三维重建相信各位童鞋在临床工作中，已经接触到很多 CT 三维重建的图像了，那么 CT 三维重建到底是个啥东东？这个问题要是从 CT 技术的角度去阐述，俩小时不一定讲得完，说的简单些呢，除了普通的 CT 图像（就是我们最熟悉的横断面图像，又称为轴位图像）以外，无论是「高级些」的冠、矢状位图像，还是「逼真程度」很高的血管重建、泌尿系重建、器官重建等图像，都属于 CT 三维重建图像的范畴。

今天我就对 CT 三维重建中的各种后处理方法，及各种不同类型图像有何临床用处进行简单的介绍。

CT 三维重建主要有六种基本后处理方法：•多层面重建（MPR）•最大密度投影（MIP）•表面阴影遮盖（SSD）•容积漫游技术（VRT）•曲面重建（CPR）•虚拟内镜技术（VE）多层面重建（MPR）多层面重建是最基本的「三维」重建成像方法，是二维的图像序列，和我们最熟悉的轴位图像是一个「家族」的。

MPR 适用于任一平面的结构成像，以任意角度观察正常组织器官或病变，可以显示腔性结构的横截面以观察腔隙的狭窄程度、评价血管受侵情况、真实地反映器官间的位置关系等。

最大密度投影（MIP）最大密度投影是将一定厚度（即 CT 层厚）中最大 CT 值的体素投影到背景平面上，以显示所有或部分的强化密度高的血管和/或器官，简单原理和图像是酱紫的：由于这种方法显示的是一定层厚图像中 CT 值最高的体素，所以变化层厚会对图像产生影响：左：层厚 5mm；右：层厚 15mm肿么样，是不是觉得层厚 5mm 的 MIP 图像上门脉有狭窄，而层厚 15mm 的 MIP 图像上门脉是正常的？由于MIP 常用来显示血管的走行（问我为啥常用来显示血管？因为增强 CT 上血管比周围组织器官亮啊），所以层厚的选择很重要，既不能太薄（血管的部分管腔可能在层厚以外），又不能太厚（周围组织器官有干扰），这是很考验放射科大夫的技术和临床经验的。

下面给大家比较下 MPR 和 MIP 的图像：可以看到，MIP 图像中的血管连续性更好。

ct重建概念和算法详细解析一、CT重建的概念CT重建，全称计算机断层扫描图像重建，是指通过计算机技术将原始的CT扫描数据转化为可观察的二维图像或三维图像的过程。

这种技术使得医生可以在一个三维的视角下观察人体内部结构，从而更好地进行疾病的诊断和治疗。

二、CT重建的算法1.反投影算法（Back Projection Algorithm）反投影算法是最早的CT重建算法，其基本原理是将经过旋转的X射线源发射的扇形射线束的反向投影与图像像素相对应，通过测量每个角度下的投影数据，并将这些数据反投影到图像像素中，最终得到重建的图像。

反投影算法简单、快速，但重建图像的质量受限于投影数据的数量和采集方式。

2.滤波反投影算法（Filtered Back Projection Algorithm）滤波反投影算法是对反投影算法的一种改进，通过对投影数据进行滤波处理，去除噪声和伪影，提高了重建图像的质量。

该算法是目前CT重建中最常用的算法之一，但仍然受限于投影数据的数量和采集方式。

3.迭代重建算法（Iterative Reconstruction Algorithm）迭代重建算法是一种基于优化的重建算法，通过对投影数据进行迭代优化，不断更新图像中的像素值，直到达到一定的收敛条件为止。

该算法可以更好地处理不完全的投影数据和噪声，提高重建图像的质量。

但迭代重建算法的计算量大，需要较长的计算时间和较大的存储空间。

4.压缩感知重建算法（Compressed Sensing Reconstruction Algorithm）压缩感知重建算法是一种基于压缩感知理论的重建算法，通过利用信号的稀疏性和非确定性采样，从少量的投影数据中重建出高质量的图像。

该算法可以在较短的扫描时间和较低的辐射剂量下获得较好的重建效果，但计算量较大，需要高效的优化算法和计算资源。

医疗影像学中的3D重建技术使用技巧医疗影像学中的3D重建技术是一种基于医学影像数据的三维图像重建技术，可以为医生提供更准确的诊断结果和治疗方案。

本文将介绍医疗影像学中的3D重建技术的使用技巧，帮助医生在临床实践中更好地应用这项技术。

首先，医疗影像学中的3D重建技术需要以高质量的二维医学影像数据为基础。

在进行3D重建之前，医生需要确保所使用的影像数据的分辨率高、噪声少，以提供更准确的建模结果。

此外，对于不同部位的影像数据采集，需要调整影像分辨率和数据采集速度，以满足不同区域对于图像细节和时间分辨率的需求。

其次，在进行3D重建之前，医生需要对图像进行预处理，以提高重建图像的质量。

预处理包括去噪、平滑、增强等操作，可以有效去除影像中的噪声和伪影，提高图像的对比度和细节。

此外，对于不同影像模态（如CT、MRI、超声等），需要针对性地选择不同的预处理方法，以提高重建结果的准确性和可视化效果。

然后，在进行3D重建时，医生需要选择适当的重建算法和参数。

常用的重建算法包括体绘制、等值面重建、体细分等。

医生需要根据具体的应用场景和目标，选择最合适的算法，以获得更准确、更真实的三维重建结果。

此外，合理设置重建参数也是关键，例如，体绘制中的融合阈值、等值面重建中的阈值等，都需要根据实际情况进行调整，以满足不同的应用需求。

此外，在进行3D重建时，医生需要注意图像配准和分割的准确性。

图像配准是将不同模态或不同时间点的影像进行对齐，以便在重建过程中使用多个数据来源，提高重建结果的准确性。

而图像分割则是将图像中的区域进行识别和标记，经常用于提取感兴趣的区域或器官，以便进行更精确的三维重建。

医生需要确保配准和分割结果的准确性，以避免对最终重建结果产生误差。

最后，在得到3D重建结果后，医生需要进行可视化和分析。

可视化是指将重建结果以直观的三维图像形式展示出来，以便医生观察和诊断。

医生可以通过交互操作，旋转、缩放、剖析等方式，深入地观察重建结果，获得更多有关解剖结构和病变特征的信息。

河北工业大学硕士论文CT图像的三维重建摘要目前，CT，PET，MRI等成像设备均是获得人体某一部位的二维断层图像，再由一系列平行的二维断层图像来记录人体的三维信息。

在诊断中，医务人员只能通过观察一组二维断层图像，在大脑中进行三维数据的重建。

这就势必造成难以准确确定靶区的空间位置、大小及周围生物组织之间的关系。

因此，利用计算机进行医学图像的处理和分析，并加以三维重建和显示具有重要意义。

医学图像的三维可视化就是利用一系列的二维切片图像重建三维图像模型并进行定性、定量分析。

该技术可以为医生提供更逼真的显示手段和定量分析工具，并且其作为有力的辅助手段能够弥补影像成像设备在成像上的不足，能够为用户提供具有真实感的三维医学图像，便于医生从多角度、多层次进行观察和分析，能够使医生有效的参与数据的处理分析过程，在辅助医生诊断、手术仿真、引导治疗等方面都可以发挥重要的作用。

医学图像三维表面重建的主要研究内容包括医学图像的预处理，如插值、滤波等；组织或器官的分割与提取；复杂表面多相组织成份三维几何模型的构建等。

本文对CT 图像三维重建的关键技术进行研究，试图利用Marching Cubes(MC)算法实现对二维医学图像的三维重建，并且在重建前可以选择阈值，根据不同的阈值来重建不同的组织或器官。

而当前氩氦刀微创治疗肿瘤在国际国内得到了广泛的临床应用和研究。

因此，本文还对肿瘤的靶向治疗以及氩氦刀冷冻靶向治疗进行了一定的研究，特别针对靶向治疗中的精确定位进行相关的研究。

我们要分析氩氦刀定位中所需建立的复杂坐标系统，研究肿瘤靶向治疗中计算机精确定位系统的数学模型。

并在此基础，研究开发“氩氦刀靶向治疗计算机辅助精确定位系统”。

关键词：三维重建，靶向治疗，CT，图像处理，计算机辅助精确定位，氩氦刀iCT图像的三维重建ii THREE DIMENSION RECONSTRUCTION OF COMPUTEDTOMOGRAPHY IMAGESABSTRACTNowadays, imaging equipment, such as CT, PET, MRI, all have to follow the process ofderiving 3D data from a series of parallel 2D images to record the information of human body. Doctors can only observe 2D images and then reconstruct 3D data by imagination for diagnosis, which would surely lead to confusion in confirming the targeted region, targeted size and so forth. Therefore, it is of great significance to place computers onto the center stage in processing, analyzing, presenting, as well as 3D reconstructing of medical images.The so-called three-dimensional data visualization of medical images is to make full use of the 2D images in reconstructing 3D models, complemented by qualitative and quantitative analysis. This technology plays an important role in many fields. For instance, it provides doctors with a more real-world presentation and quantitative tool. It remedies the defect of imaging by some equipment as a powerful supplementary means. It offers users more real 3D medical images. It also gives doctors a chance to observe and analyze from multiple angles. More importantly, make them more involved in data analyzing and processing. In addition, it aids diagnosis, operation simulation and guide treatment as well.The main research contents of 3D surface reconstruction from medical images include image pre-processing, such as interpolating and filtering, segmenting and extracting tissues or organs of body, constructing 3D surface models.In this dissertation, key techniques for 3D reconstructing from medical images are studied. We use Marching Cubes arithmetic to reconstruct 3D images. In the course of reconstruction, the threshold could be inputed by user.Back to the real world, cryocare targeted cryoablation therapy is receiving widespread clinical practice and research both at home and abroad. For this reason, this dissertation has paid some special attention to tumour targeted and cryocare targeted cryoablation therapies, especially relevant research concerned with precise positioning. We should analyze the complicated coordinate systems required by cryocare targeting and study the mathematical model of computer aided navigation in exactitude for tumour targeted therapies. Building upon all these, our final goal is to develop a “Computer aided navigation in exactitude system for Cryocare Targeted Cryoablation Therapy”.KEY WORDS: 3D reconstruction, targeted therapy, CT, image processing, computer aided navigation in exactitude, cryocare河北工业大学硕士论文目录第一章绪论 (1)§1-1引言 (1)§1-2医学图像三维重建与可视化概念 (1)1-2-1三维重建的一般过程 (1)1-2-2可视化方法的概念及分类 (1)§1-3国内外研究概况 (3)§1-4本课题研究内容 (4)第二章医学图像信息的处理 (5)§2-1引言 (5)§2-2信息源的分析 (5)2-2-1信息源的类型 (5)2-2-2医学信息源的表现形式 (6)2-2-3不同格式医学图像的获取 (6)§2-3信息源的处理 (7)2-3-1信息的转化 (7)2-3-2医学数据的处理 (8)2-3-3CT数据的特点 (11)§2-4图像的预处理 (12)2-4-1平滑（滤波）处理的基本方法 (12)2-4-2断层图像间的插值 (15)2-4-3医学图像的分割 (17)第三章图像三维重建及可视化技术研究 (20)§3-1引言 (20)§3-2基于三维数据的建模方法 (20)3-2-1物体表面重建（基于表面的方法） (20)3-2-2直接体视法（基于体数据的方法） (22)§3-3医学图像的三维重建与可视化 (23)3-3-1三维可视化及重建的发展和现状 (23)3-3-2医学图像可视化及三维重建的应用 (25)3-3-3医学图像的三维重建技术 (26)iiiCT图像的三维重建第四章基于CT图像的三维重建 (30)§4-1引言 (30)§4-2医用CT机的历史与发展现状 (30)§4-3CT图像的获取、处理及重建 (32)§4-4CT图像的相关研究 (34)第五章肿瘤靶向治疗中的计算机精确定位系统的研究 (39)§5-1肿瘤靶向治疗的研究 (39)5-1-1肿瘤靶向治疗简介 (39)5-1-2氩氦刀肿瘤冷冻靶向治疗的一些相关研究 (40)5-1-3氩氦刀靶向治疗肿瘤的一些特点及应用 (44)§5-2靶向治疗计算机辅助精确定位研究 (45)5-2-1计算机辅助靶向治疗精确定位的必要性 (45)5-2-2坐标系的建立和转换 (47)5-2-3模型的建立 (50)§5-3氩氦刀靶向治疗计算机辅助精确定位系统的研究 (54)5-3-1平台的选择 (55)5-3-2系统界面及功能 (56)第六章结论 (62)§6-1本课题研究的总结 (62)§6-2本课题研究工作的展望 (63)参考文献 (65)致谢 (68)攻读学位期间所取得的相关科研成果 (69)iv河北工业大学硕士论文第一章绪论§1-1 引言进入70 年代以来，随着计算机断层扫描(CT：Computed Tomography)，核磁共振成像(MRI：Magnetic Resonance Imaging)，超声（US：Ultrasonography）等医学成像技术的产生和发展，人们可以得到人体及其内部器官的二维数字断层图像序列。

（切牙孔、后鼻孔、卵圆孔、破裂孔、棘孔、颈动脉管、颈静脉窝、乳突）颌面部三维（3D ）显示在创伤、切除肿瘤或校正先天畸形手术的术前计划中非常有 用。

（切牙孔、硬腭、后鼻孔、卵圆孔、破裂孔、棘孔、颈动脉管、乳突、颈静脉窝） 切牙北1―破根孔依孔斓方脉京 叨牙孔破裂孔旅外I*音颌面部CT,容积再现显示・ 对于检出颅底骨折的范围和性质，3D 容积重建非常有用。

・ 鼻腭神经是硬腭前部感觉神经，可通过切牙孔进行注射麻醉。

・ 三叉神经下颌支（V,）穿过卵圆孔支配咀嚼肌。

脑膜中动脉沟、卵圆孔、棘孔、破裂孔、内耳道）脑膜中动脉沟沿着侧颅骨最薄部分（翼点）的内缘走行，因此，该区域的骨折可导 致硬膜外血肿。

（筛板小孔、 蝶鞍内垂体窝、M机小礼------内垂体育中功，*构•MM4L娥R几内耳述（筛板小孔、蝶鞍内垂体窝、脑膜中动脉沟、卵圆孔、棘孔、破裂孔、内耳道）颅底CT,容积再现显示•脑膜中动脉是上颌动脉的一个分支，通过棘孔进入颅内。

・由于颅底小孔倾斜走行，影像学图像中对于小孔的显示往往不如解剖图中明显。

・颅底形态弯曲复杂，在单独的横截面图像中结构显示不完整，因此容积再现显示可能有助于显示肿瘤对于颅底骨的侵蚀。

图像的连续性滚动观察可以形成肿瘤累及骨骼的整体影像，但三维重建图像精确直观，更易理解。

（外耳道、茎突、须孔、茎突舌骨韧带、舌骨）在刑事诉讼中，发现舌骨骨折被认为是勒死的有力证据。

（外耳道、茎突、须孔、舌骨）颌面部CT,容积再现显示舌骨小角附着于茎突舌骨韧带，茎突舌骨韧带偶尔骨化。

茎突延长与韧带骨化（或没有骨化）可产生颈部或吞咽疼痛，称为Eagle综合征。

对于无牙的老年患者，下颌骨牙槽突骨质吸收，亥页神经出须孔处暴露，咀嚼时受压，造成咀嚼时疼痛。