CT三维图像处理技术

2021
07/10

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影像处理是一个后采集过程,大量轴位CT图像被转换成各种平面(二维)或立体(三维)显示。图像处理通常用于更好地表现难以在轴面显示的复杂解剖结构,例如血管、骨和心脏结构等。  

有许多专用的图像处理技术和专业应用程序。标准的简单工具通常由CT控制台或PACS工作站提供,而专业应用程序通常要求专门的工作站。此外,信息技术方面的最新进展允许在瘦客户端服务器上安装影像处理工具和应用程序。这允许多个用户同时访问这些应用程序和开展远程工作,进而促进应用程序的广泛应用。 上周我们分享了二维重建技术,参见:CT二维图像处理技术。今天我们聊一聊三维重建技术。

三维处理包括从任意视角在三个维度上呈现和显示结果的技术。最常见的三维显示是容积再现技术(VRT)或表面遮盖显示(SSD)。这些显示,特别是VRT图像,能够提供对解剖结构非常逼真的描绘,使人能够观察它们的形状和空间关系。  

以下图像是颈动脉CTA检查的示例:

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(1)SSD图像 

(2)VRT图像 

(3)带剪切平面的VRT图像 

(4)薄层VRT(两个剪裁平面可用于限制层块厚度) 

表面遮盖显示(SSD)

表面遮盖显示(SSD)技术能够提取CT密度在给定阈值范围内的体素,并将这些体素呈现到一个立体的白色三维模型。得到的图像类似于一个蜡状模型,其表面完全不透明,可以防止人识别三维模型内的任何解剖结构。通过投射人工光源可进一步加强三维效果,在三维模型的表面产生更大的深度。  

SSD是一种用于CT图像后处理的三维再现技术。SSD可在CTA检查中用于显示骨结构、气道和增强的血管。SSD的主要缺点包括:  

不能区分具有相似CT值(CT number)的结构,如区分增强的血管与钙化斑块和骨结构 

不能呈现多于一种组织类型 

不能区分三维模型内的结构 

在临床实践中,尽管SSD可用作后处理的标准工具,但VRT已将其取代。由于SSD图像能够快速生成,因此它是在syngo CT结肠成像中创建交互式内窥镜导航的技术选择。(关于结肠CT检查流程,参见:CT结肠成像:检查流程与注意事项)。

SSD临床示例

下表列出了用于各种结构的SSD呈现的HU范围:  

下表中列出的值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。

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以下图像是各种结构的SSD呈现的示例:

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(1)骨 

(2)血管和骨 

(3)肺病变 

(4)气道 

容积再现技术(VRT) 容积再现技术是一项复杂的三维处理技术,包括基于CT密度(HU)的多种组织分割。VRT图像是一种三维复合显示,包含各种组织构成。每种组织构成的多种性质,如亮度、不透明度和颜色,均可单独指定。此外,还可运用特定的 全局光照性质来创建解剖结构的逼真三维效果。   下面的图像显示胸部CTA数据集的VRT呈现。其中定义了三种组织构成:  

骨组织:黄色,50%不透明度和亮度 

血管:红色,60%不透明度和亮度

肺组织:深蓝色,20%不透明度和亮度 

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每种组织构成用一个具有VRT定义对话框中相应颜色和设置的梯形表示。  VRT组织分割 VRT只能通过将显示画面限制在特定HU范围,用于显示感兴趣的组织,而不能用于创建包含多个组织的复合图像。 以下图像显示来自外周CTA数据集的皮肤、软组织、血管和骨结构的VRT分割与显示:

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(1)皮肤  

(2)软组织 

(3)血管和骨

关于VRT模板的编辑和调整,参见: 三维重建的基本原理 ; VRT模板参数入门 。 近年,Cinematic Rendering实影渲染技术应用与临床,与VRT相比,实影渲染技术可以获得更逼真的图像显示效果,这方面我们之前做过很详细的讨论,关于实影渲染原理的更多内容参见: 实影渲染技术的基本原理 。

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胸腹部血管的实影渲染重建

关于实影渲染的临床价值,参见: 实影渲染技术的临床价值 。

2021年6月25日

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
软组织,CT,图像,技术,三维,血管

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