三维重建CT和MR扫描参数设置分析

CT检查方法第一节CT检查方法一、CT平扫（一）普通扫描通扫描要求：层厚5～10mm，层距5～10mm。

管电压120～140kV，管电流70～260mA，扫描时间6～0.5s，矩阵256×256个以上，标准算法、软组织算法均可。

（二）薄层扫描1．薄层扫描要求：层厚小于5mm的无间距或有间距扫描。

2．优点：减少部分容积效应，真实反映组织密度。

3．缺点：信噪比降低。

4．用途：①较小组织器官；②检出较小病灶；③观察病变的内部细节，局部可加做薄层扫描；④进行图像后处理，层面越薄，重组图像的质量越高。

（三）重叠扫描1．重叠扫描：层距小于层厚，使相邻的扫描层面有部分重叠。

2．优点：减少部分容积效应。

3．缺点：扫描层面增加致病人的X线吸收剂量加大。

（四）靶扫描1．靶扫描：兴趣区局部放大后再进行扫描的方法。

2．方法：先行一层普通扫描确定兴趣区，局部放大后开始层厚、层距1～5mm的无间距逐层扫描。

3．优点：增加了兴趣区的象素数目，提高了空间分辨力。

4．用途：主要用于小器官和小病灶的显示。

（五）高分辨力扫描1．高分辨力扫描CT（HRCT）：通过重建图像所采用的滤波函数获得具有良好的空间分辨力CT图像的扫描方法。

右图为高分辨力扫描2．要求：CT机的固有分辨力小于10Lp/cm；矩阵在512×512个以上；高电压120～140kV，大电流120～220mA，层厚1～2mm；选用骨算法重建。

3．优点：良好的空间分辨力，对显示细微结构优于其它扫描方法。

4．用途：用于细微结构的普通扫描一种重要补充。

二、增强扫描（一）常规增强扫描：1．常规增强扫描：静脉注射对比剂后按普通扫描的方法进行扫描。

2．方法：①静脉团注法。

以2～4ml/s的流速注入对比剂50～100ml，完毕立即扫描。

②快速静脉滴注法，即快速静脉滴注对比剂100～180ml，滴注50ml后开始扫描。

（二）动态增强扫描：1．动态增强扫描：静脉注射对比剂后对兴趣区进行快速连续扫描。

ct参数解读
左上角:从上到下分别代表姓名、性别、年龄、CT编号等。

左侧的R 代表右侧,CT片上的左右与现实中左右是相反的。

左下角:CT片上的参数X/Y表示鼠标所在点的坐标值。

目前的CT都是多排CT(MDCT),即Multi-detector CT或者可以写成Multi-row CT或者Multiple detector row CT。

重量分辨率:CT检查重量分辨率是指检查的精细程度,单位为mm。

可检查的深度:CT检查的深度可以到达可检查介质的最大深度。

影响密度分辨率的参数有很多,比如CT、观察者、扫描参数、重建参数、读取条件、模体、评价方法等,并非所有参数都与CT系统有关。

CT检查的顺序号，其中M为男性，F代表女性，还有检查的登记顺序，检查的日期顺序一般为年月日。

C T三维重建指南1、脊柱重建：腰椎：西门子及GE图像均发送至西门子工作站，进入3D选项卡A、椎体矢状位及冠状位：a.选择骨窗薄层图像（西门子1mm70s；），载入3D重建，调整定位线，使椎体冠状位、矢状位定位线与解剖位置一致，并将横断位定位线与两者垂直，将三幅图像模式改为MPR；b.横断位作为定位相，做矢状位重建，打开定位线选项卡，点击垂直定位线，变换数字顺序，使其从右向左，选择层厚3mm，层间距3mm，方向平行于棘突-椎体轴线，两边范围包全椎体及横突根部（一般为19层），点击确定，保存；c.矢状位作为定位相，打开曲面重建选项卡，沿各椎体中心弧度画定位相曲线，范围包全，双击结束，选择层厚3mm，层间距3mm，变换数字顺序，使其从前向后，范围前至椎体前缘，后至棘突根部（一般为19层），点击确定，保存。

B、椎间盘重建：a.选择软组织窗薄层图像（西门子1mm30s；），载入3D重建，调整定位线，使椎体冠状位、矢状位定位线与解剖位置一致，并将横断位定位线与两者垂直，将三幅图像模式改为MPR；b.矢状位作为定位相，做椎间盘重建，打开定位线选项卡，点击水平定位线，变换数字顺序，使其从上向下，选择层厚3mm，层间距3mm，层数5层，方向沿椎间隙走行方向，做L1/2-L5/S1椎间盘，注意右下角图像放大，逐个保存。

注意：脊柱侧弯患者，椎间盘重建过程中需不断调整冠状位定位相上矢状定位线（红色），使其保持与相应椎间隙垂直。

C、椎体横断位重建：椎体骨质病变者，如压缩性骨折、骨转移、PVP术后等病人，加做椎体横断位重建，矢状位图像做定位相，沿病变椎体轴向，做横断位重建，注意重建图像放大，保存。

打片：矢状位及冠状位二维一张：8×5；椎间盘一张：6×5；若为椎体骨质病变者，椎间盘图像不打，打椎体横断位重建图像，共两张胶片。

颈椎A、椎体矢状位及冠状位：a.选择骨窗薄层图像（西门子1mm70s；），载入3D重建，调整定位线，使椎体冠状位、矢状位定位线与解剖位置一致，并将横断位定位线与两者垂直，将三幅图像模式改为MPR；b.横断位作为定位相，做矢状位重建，打开定位线选项卡，点击垂直定位线，变换数字顺序，使其从右向左，选择层厚3mm，层间距3mm，方向平行于棘突-椎体轴线，两边范围包全椎体及横突根部（一般为17-19层），点击确定，保存；c.矢状位作为定位相，打开曲面重建选项卡，沿各椎体中心弧度画定位相曲线，范围包全，注意从斜坡开始，双击结束，选择层厚3mm，层间距3mm，变换数字顺序，使其从前向后，范围前至椎体前缘，后至棘突根部（一般为15-17层），点击确定，保存。

摘要医学图像三维重建是目前医学图像处理领域的研究热点，属于多学科交叉的研究课题，涉及到计算机图形学、图像处理、生物医学工程等多种技术，在诊断医学、手术规划及模拟仿真等方面有广泛应用。

本文主要研究了医学影像三维重建中的算法和应用，综述了医学三维重建技术的发展现状，详细讨论了表面三维重建方法和体绘制方法。

为获得更精确的重建结果，提出了一种改进的交互式医学图像分割算法；针对临床应用的需求，提出了一种基于大规模数据集的快速分组算法，可以用于器官（组织）选择、剥离等手术模拟；基于提出的漫游路径自动生成算法，介绍了一种基于物理模型的虚拟内窥镜实现技术。

仿真实验结果表明，本文提出的图像分割算法、数据集快速分组算法及漫游路径自动生成算法具有较高的鲁棒性和实用性。

此外，在理论算法研究的基础上丌发了一个三维图像处理软件包。

关键词：医学图像处理、三维表面重建、体绘制、虚拟内窥镜、Ｌｉｖｅｗｉｒｅ分割算法、多边形分组ＡＢＳＴＲＡＣＴ３Ｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｒｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｅｓｉｓａｈｏｔｓｕｂｊｅｃｔｏｆｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｅｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｂｅｌｏｎｇｉｎｇｔｏｍｕｌｔｉ－ｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｓｕｂｊｅｃｔ，ｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｃｏｍｐｕｔｅｒｇｒａｐｈｉｃｓａｎｄｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｅｓ３Ｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｒｅｍａｉｎｌｙｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｏｆ３Ｄｓｕｒｆａｃｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｖｏｌｕｍｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇ．Ｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓａｆａｓｔｍａｓｓｄａｔａ—ｇｒｏｕｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｍｅｅｔｔｈｅｃｌｉｎｉｃａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｓｕｃｈａｓｓｕｒｇｅｒｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｏｒｇａｎｓｅｌｅｃｔｉｎｇａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｆｌｙ－·ｐａｔｈｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌ··ｂａｓｅｄｖｉｒｔｕａｌｅｎｄｏｓｃｏｐｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｍａｓｓｄａｔａｇｒｏｕｐｉｎｇａｎｄｆｌｙ—ｐａｔｈｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｌｅｍｏｒｅｒｏｂｕｓｔａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎａｌ，ａｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｏｌｋｉｔｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒ３Ｄｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，３Ｄｓｕｒｆａｃｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｖｏｌｕｍｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇ，ｖｉｒｔｕａｌｅｎｄｏｓｃｏｐｙ，ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄｍａｓｓｄａｔａｇｒｏｕｐｉｎｇ独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

CT-MRI 融合图像的三维重建在鼻窦-颅底外科导航三维显示中的应用鼻内窥镜技术以其直观、微创的特点已成为耳鼻喉科的常规技术手段。

随着鼻内窥镜技术的发展与完善，鼻内镜手术的范围已扩展至颅底等深层次结构。

因颅底部位较深、解剖结构复杂，内镜颅底外科的发展需要更加直观、丰富的颅底区域影像信息及术中导航技术。

现有的术中导航多采用CT 或MRI 的影像显示结构及操作定位。

CT 对骨等密度较高的组织能提供高清晰的图像，但是对软组织结构显示欠佳；MRI 对软组织的成像具有较高的分辨率，却无法精细显示骨性结构。

已有将CT-MRI 图像融合技术等多模态影像信息技术应用于神经外科及口腔颌面外科，但在内镜鼻窦-颅底外科中应用较少。

我们拟用CT-MRI融合图像来进行鼻窦-颅底结构的三维重建并应用于手术导航系统的三维立体显示系统。

本研究采用我院自主知识产权的图像处理系统对增强CT 及MRI 图像进行配准、融合、分割及三维重建，采用虚拟内镜下观察法、体绘制分割法、自动空间测量法及人工三维测量法，对基于CT-MRI 融合图像的三维重建模型进行观察、操作及测量，用以研究CT-MRI 融合图像在鼻窦-颅底外科导航三维显示中的应用。

第一部分头颅CT-MRI 图像的配准、融合、分割及三维重建目的：研究头颅CT、MRI 图像配准、融合、分割及三维重建的方法。

方法：选取患者的头颅增强CT 及MRI 图像作为研究对象，采用我院自主知识产权的图像处理系统进行操作。

选择左、右眼球、第二颈椎椎体及枕骨大孔中心为配准点进行点配准，然后进行图像融合。

在增强CT 图像上进行颅骨及颈内动脉等的分割；在融合后的CT-MRI 图像上进行肿物、鼻中隔、下鼻甲、中鼻甲等结构的分割。

分别对勾勒出的结构进行三维重建。

结果：选择左、右眼球中央、第二颈椎椎体及枕骨大孔中央进行点配准、融合后图像中的重要解剖标志吻合度好，符合解剖学常识。

融合后的CT-MRI 融合图像既可清晰显示头颅的骨性结构同时也能清晰呈现软组织结构，图像信息较单一的CT 或MRI 更加丰满。