三维重建CT和MR扫描参数设置分析
三维重建CT和MR扫描参数设置
人体各种内脏器官显影需要做的 扫描类型
• 不管CT或者MR都不能只让某器官或组织单 独显影，但可以通过注射对比剂（增强扫 描）的方式让目标器官或组织显示出高的 对比度。此方法显示的效果主要根据血供 的情况而定。如血管、肿瘤等。CTA、 MRA。
心、肝、脾、肺、肾内血管关系
• 肾
• 心脏
• 肝
CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透 过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模 拟/数字转换器（analog/digital converter）转为数字，输入计算机处理。 图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为 体素（voxel）。 扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数，再 排列成矩阵，即数字矩阵（digital matrix），数字矩阵可存贮于磁盘或 光盘中。经数字/模拟转换器（digital/analog converter）把数字矩阵中的 每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素（pixel），并按矩阵 排列，即构成CT图像。所以，CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸 收系数可以通过不同的数学方法算出。 CT的工作程序是这样的：它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的 不同，应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数 据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检 查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。
•
•
核磁共振成像技术(MRI)
• 核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技术。是继CT后医学影像学的又一重大进步。 自80年代应用以来，它以极快的速度得到发展。其基本原理：是将人体置于特 殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并 吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收 的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫 做核磁共振成像。 核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领 域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆， 把它称为核磁共振成像术(MR)。 MR是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场 内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在 屏幕上显示图像。 MR提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的 成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断 面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需 注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。MR对检测脑内血肿、脑外 血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空 洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝 癌等疾病的诊断也很有效。
医学CT三维重建
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首都师范大学学报 (自然科学版)
2004 年
原始数据做“预处理”“, 图像重建”和“图像后续处 理”就可得到反映人体某断面几何结构的灰度图像. 例如 X 射线 CT ,此灰度图像反映了人体组织对 X 射 线的不同吸收系数 ,同一吸收系数具有相同的灰度 显示. 因为人体内不同组织的元素种类和密度不同 , 对 X 射线的吸收系数不同. 如果某一组织 (正常情 况下应具有相同的灰度) 的局部发生了病变 ,医生可 明显观察到此组织局部图像灰度的变化的直观显 示 ,从而帮助医生做出诊断.
下面分别对这几个过程中所涉及的关键技术进 行分析 :
1 获取断层图像信息
要进行三维重建 ,必须先得到清晰的二维断层 图像. 医学领域中 ,利用 X 射线 CT ,放射性核素 CT , 超声 CT 和核磁共振 CT 等技术获得人体断层图象. CT 图像向我们展示了人体内部有关病变的信息 ,把
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体素的获得有两种方法[4] : (1) 控制 CT 机使其 断层间隔减小 ,直至等于断层内的分辨率. 然而这将 增加检查成本 ,而且一般的 CT 机无法达到如此高 的分辨率. (2) 用计算机图像处理的方法 ,对现有的 断层图像进行插值运算 ,以获得立方体素表示的三 维物体. 插值后 ,断层图像数目增加 ,相当于层厚减 薄 ,这是国际上普遍采用的方法. 值得注意的是 ,插 值只是改变了断层间空间分辨率 ,使三维数据的处 理 、分析和显示更加方便 ,并没有产生新信息.
其次将医生感兴趣的组织从断层图像中分割开来再次在相邻两断层图像间进行内因为断层扫描间距一般比二维图像数据的象素尺寸要大以产生空间三个方向具有相同或相差不最后将重建后的三维图像数据在计算机屏幕上进行立体感显示要对它进行各种几何变换的运算实现多种投影显式方式及几何尺寸的测量等完成任意方位断层的重构任意方位立体视图手术摸拟和医学教学等
影像技术学 CTmr检查技术新
MIP常用于具有相对高密度的组织 和结构，如血管及管壁的钙化斑块、肺 内结节与肿块、明显强化的软组织占位 病灶、骨骼等。
血管MIP需静脉注射对比剂后进行， 胆系MIP需静脉注射胆影葡胺后扫描。
胸部骨骼MIP
胸部血管MIP
金属固定器显示
肾动脉MIP
双侧股 动脉MIP
最小密度投影（MinIP）是利用螺旋CT容积数据中在视 线方向上密度最小的像元值进行投影成像的技术。该技 术方法主要应用于气道的显示，如气管支气管、喉部等， 有时也用于肝脏增强后肝内扩张胆管的显示。
A为MinIP显示正常支气管树；B 为复发性多软骨炎，显示气道狭窄
支扩合并感染(MinIP)
图2
表面遮盖法重建技术
（Surface Shaded Display ; SSD）
是指按表面数学模式进行计算处理，将超过预 设的CT阈值的相邻像素连接而重组成图像，图像表 面有明暗之区别。 缺点：容积资料丢失较多，细节不够，切受阈值选择 的影响较大。阈值高，易造成管腔狭窄的假象，分 支结构显示少或不能显示；阈值低，则边缘模糊。
肋骨SSD
骨骼成像
髋臼骨折
股骨头骨折
容积再现技术（VR）
VR是建立在三维重建的基础之上，但比三维 重建具有更丰富的表现能力和临床应用空间。是目
前最高形式的三维重建技术
VR将每个层面容积资料中的所有体素加以利用， 从而获得全面的解剖信息和良好的空间关系。
VR通过对容积内不同体素施加不同的透明度， 可以透过透明部分观察其后的结构，具有深度感， 能更好地显示病变的比邻关系，实现四维立体显示 效果
仿真胃镜：
通过应用 CTVE 技 术 能 够 较好地显示胃 粘膜面的改变， 尤其对龛影、 环堤的显示更 佳。
CT、MR检查技术教学
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。
三维重建CT和MR扫描参数设置
• 肺
• 肾
• a. b. 根据客户的不同需求，有不同的重建算法设置 不同公司的CT，对重建算法的叫法有可能不一样，而且不同的公 司对重建算法的分类也各有不同。 重建算法的分类可以简单分为：骨算法（高算法H），标准算法 （S），软组织算法（L）。也有用数字分档的（从10、20、 30......100、110、120）。 各种算法的意义：算法越高，边缘越锐利，噪声越大，噪点越多。 算法越低，图像越平滑，噪声越小，噪点越少。 如何选择算法：如果建模仅仅需要骨组织的表面，那么为了使图像 更平滑，一般可选择较低的算法；如果需要勾勒出脏器、组织或韧 带的边缘，那么一般要选择高算法。如果不知道怎么区分，可以建 议技师把高、中、低算法各重建一份，拿回来我们自己选择。
• 化学位移成像的勾边效应
• MRI高分辨率扫描，需要小FOV，薄层
mimics中患者信息的各项参数
• Aalgorithm 重建算法 • highresolution 高分辨 率 • slice increment 重建 增量 • Reduction 减薄 • orientation 扫描方向
•
•
核磁共振成像技术(MRI)
• 核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技术。是继CT后医学影像学的又一重大进步。 自80年代应用以来，它以极快的速度得到发展。其基本原理：是将人体置于特 殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并 吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收 的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫 做核磁共振成像。 核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领 域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆， 把它称为核磁共振成像术(MR)。 MR是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场 内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在 屏幕上显示图像。 MR提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的 成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断 面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需 注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。MR对检测脑内血肿、脑外 血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空 洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝 癌等疾病的诊断也很有效。c.ຫໍສະໝຸດ d.脊柱韧带的基本解剖关系
ct参数解读
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。
头颅定位线(MR、CT)资料
图像配准
将不同模态或不同时间点 的图像进行对齐，以便于 后续分析。
图像后处理
图像分割
将感兴趣的区域从图像中 提取出来，便于定量分析 和可视化。
三维重建
将二维图像数据重建为三 维模型，便于更直观地观 察和分析。
定量分析
对图像数据进行定量测量， 如体积、长度、角度等， 以提供更准确的诊断信息。
04
头颅定位线(MR、CT)资料分析
新技术研发
头颅定位线(MR、CT)资料在新技术研发中具有重要价值，可以为新影像分析方法的开发提供数据支持。例如，基于 深度学习的图像分析技术可以利用这些资料进行训练和验证，提高影像分析的准确性和可靠性。
新型成像技术探索
头颅定位线(MR、CT)资料还可以用于新型成像技术的探索和验证，如高分辨率成像、功能成像等。这些技术可以更 深入地揭示脑部结构和功能的特点，为神经科学研究提供更多信息。
02
头颅定位线有助于确定头部在影 像平面上的位置，确保影像资料 的准确性和可靠性。
目的和意义
目的
通过头颅定位线，医生可以准确 地判断头部是否存在异常病变， 如肿瘤、炎症、外伤等，为临床 诊断和治疗提供重要依据。
意义
头颅定位线资料对于脑部疾病的 早期发现、诊断和治疗具有重要 意义，有助于提高疾病的治愈率 和患者的生存质量。
药物研发
在药物研发过程中，头颅定位线(MR、CT)资料可以用于评估药物对脑 部结构和功能的影响，为新药的研发和临床试验提供支持。
03
个体化治疗
根据患者的头颅定位线(MR、CT)资料，可以制定个体化的治疗方案，
提高治疗效果和患者的生存质量。例如，对于脑肿瘤患者，可以根据肿
瘤的位置和大小选择合适的手术入路和治疗方案。
CT三维重建指南
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。
医学影像三维重建方法研究
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中的应用
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。
CT系统参数标定及成像—3
CT系统参数标定及成像—3CT(Computed Tomography)系统是一种医学影像设备，它使用X射线来生成人体内部的断层影像，利用X射线通过人体的吸收能力差异，通过计算机进行重建，从而得到人体的不同层面的图像。
CT系统的参数标定和成像是确保影像质量和准确度的重要环节。
本文将介绍CT系统参数标定的一般过程和CT成像的基本原理。
CT系统参数标定是指通过对CT设备的不同部分进行定量检测，以确保设备达到预期的性能要求。
这些参数包括射线束强度，探测器效能，线性度，空间分辨率和CT数字数值转换等。
下面我们将一一介绍这些参数的标定方法：1. 射线束强度：射线束强度是指X射线产生器输出的射线束强度，它直接影响到图像的对比度和噪声水平。
通常使用等价厚度法或吸收器法来测量射线束强度。
2. 探测器效能：探测器效能是指CT探测器对X射线的吸收能力和转换能力，它直接影响到图像的灰度分辨力和噪声水平。
通过使用铝板或其他吸收材料来测量探测器的响应值，进而校准探测器的效能。
3. 线性度：线性度是指CT系统在不同灰度级和剂量水平下的响应关系，即输入信号和输出灰度值之间的线性关系。
通过使用灰度板或灰度圆盘来测量CT系统的线性度，并进行校准。
4. 空间分辨率：空间分辨率是指CT系统对物体的显示能力，即它能够显示多小的细节。
通过使用线性物体如复杂材料或细丝等来测量CT系统的空间分辨率，并进行校准。
5. CT数字数值转换：CT数字数值转换是将CT图像中的灰度值转换为实际组织密度的过程。
通过使用不同密度模拟物体，如水、脂肪、空气和骨头等，来测量CT系统的数字数值和实际密度的关系，并进行校准。
CT成像是通过对射线束和探测器进行旋转扫描，生成多个平行切面的影像，然后通过计算机进行重建，得到三维立体影像。
CT成像的基本原理包括以下几个步骤：1. X射线产生和过滤：CT系统使用X射线产生器产生射线束，并通过滤波器来选择所需的能量范围。
2. 射线束和人体的交互：射线束通过人体时，会发生吸收和散射现象。
CT模拟定位系统参数要求
CT模拟定位系统参数要求CT模拟定位系统1套，设备需原装进口并满足下列参数要求：1、CT 模拟定位系统需由1台CT 扫描机、1套虚拟定位和1套三维或四维移动激光射野模拟系统组成，3个部分需可通过数据传输系统在线连接。
2、扫描床：2.1床面水平移动范围需≥180cm。
2.2 最大无金属可扫描范围需≥1500mm。
2.3床面最大水平移动速度需≥200mm/秒。
2.4最大承重下的移床精度需≤±0.25mm。
2.5 需具有放疗专用模拟定位碳纤维平板床。
2.6 需提供放疗专用扫描系统，病人定位精度需小于2mm。
3、机架系统：3.1 机架孔径需≥80cm，扫描时间需≤0.5秒/360︒，扫描成像需≥16层/360︒。
3.2滑环类型需为低压滑环。
3.3驱动方式需为线性马达驱动（磁悬浮驱动）或皮带驱动。
3.4数据传输方式需为射频信号传递方式。
3.5探测器物理排数需≥24排。
3.6需具备现场升级更多层扫描能力。
4、X线系统：4.1高压发生率功率需≥60KW。
4.2 需具有下列五档管电压调节： 80、100、120、140KVp。
5、扫描参数：5.1扫描层厚需≥3-5mm。
5.2快扫描速度需≤0.5sec/360°。
5.3采集成像速度需≥16层图像/360°。
5.4图像重建速度需≥20幅/秒（512×512矩阵图像）。
5.5 最大真实扫描射野（SFOV）需≥600mm。
5.6 单次螺旋连续扫描时间需≥100秒。
5.7 单次螺旋扫描最大范围需≥150cm。
6、图像质量：6.1空间分辨率(X轴和Y轴)需≥16LP/cm(0%MTF)。
6.2低密度分辨率需≤5mm@0.3%。
（需注明测量条件）7、计算机系统：7.1需配备投标品牌最新版本计算机系统。
7.2图像存储量需≥520000幅（512×512矩阵不压缩图像）7.3需配备≥19寸液晶超薄平面显示器1台，显示器分辨率需≥1280×1024。
ct数据三维建模的方法 -回复
ct数据三维建模的方法-回复CT数据三维建模的方法引言：随着医学图像处理和计算机科学的快速发展，CT（计算机断层扫描）成为了医生进行诊断和手术规划的重要工具。
然而，直接使用CT图像进行医学分析和操作存在一些困难，因为CT图像是二维的，并且在某些情况下难以理解。
因此，将CT数据转换为三维模型是一种将医学图像信息可视化的有效方法。
本文将介绍CT数据三维建模的方法，逐步解释每个步骤。
步骤一：数据获取和预处理首先，需要收集CT图像数据。
CT扫描利用X射线通过身体的不同组织层面来获取图像。
采集到的数据需要通过DICOM（数字图像和通信医学）格式保存，并确保与计算机系统兼容。
预处理是为了减少噪声和增强图像质量，包括去除伪影、滤波和重建算法等。
步骤二：图像分割图像分割是将CT图像中的不同组织结构或对象边界分离开来的过程。
它是构建三维模型的基础步骤。
分割可以使用手动或自动的方法实现。
手动分割需要医生通过绘制轮廓来识别感兴趣的结构，但这种方法费时费力且容易出错。
自动分割主要利用阈值分割、区域生长、边缘检测等算法来识别并分离结构。
根据不同的结构特征，可以选择适当的分割算法。
步骤三：三维重建在图像分割完成后，需要将分割结果转换为三维模型。
三维重建技术可以分为基于体素和基于表面的方法。
基于体素的方法将分割结果表示为体素网格，可以通过将体素赋予不同的属性（如颜色、密度等）来创建三维模型。
基于表面的方法则通过连接边界点或提取表面轮廓创建模型。
步骤四：模型编辑和修复创建三维模型后，可能需要进行模型编辑和修复。
模型编辑包括移动、旋转、缩放等操作，以使模型适应特定的需求。
模型修复主要是为了修复因图像分割和重建过程中产生的缺陷或不完整的区域。
通常使用填充、平滑和修剪等技术对模型进行修复。
步骤五：模型渲染和可视化模型渲染是将模型表面赋予逼真的外表特征的过程。
通过为模型添加材质、纹理和光照等属性，可以提高模型的真实感和可视化效果。
模型渲染技术包括平面渲染、阴影、投影和体积渲染等方法。
CT三维重建技术
CT三维重建技术医学三维重建(three dimensions reconstructure，3D)是近10年发展起来的借助计算机对生物组织结构影像的连续图像进行后处理,获得三维图像并能进行定量测量的一项形态学研究的新技术与新方法。
传统医学影像获得的是二维图像，临床医师需要在此基础上通过空间思维综合过程建立起抽象的三维立体图像，由于患者个体的差异及手术医师个人思维方式的不同，容易对手术的精确性产生不利影响。
螺旋CT(spiral CT, SCT)扫描设备用多排高速螺旋CT, 扫描基线与病变部位横径平行，通过调整扫描层厚度、扫描时间等条件，可满足不同图像要求。
CT扫描数据传送到计算机工作台，采用3D重建软件进行处理，选用合适的重建算法完成图像重建，按人体解剖坐标轴的原则，图像逐层显示并围绕X轴(身体左右轴)和Z轴(身体上下纵轴)旋转，选择对病变显示良好，或对手术有参考价值的层面摄取图像。
同时，在显示整体结构的基础上，通过立体切割法，可以去除部分解剖结构，使感兴趣的结构更为清晰并有利于各种数据的测量。
CT三维重建技术在骨科疾病的诊断中应用广泛。
比如重叠因素较多的脊柱病变、髋臼骨折、胫骨平台骨折等。
3D图像可以立体地、多角度地显示骨骼与其相邻结构的解剖关系，指导手术方案，模拟手术切除，预测手术的可能性。
在心脏介入手术方面，对于有冠脉变异但又需要做冠脉搭桥手术的病人，术前的三维重建对手术的可行性具有重要意义。
在其它复杂而又需要明确解剖结构的部位，三维重建也具有重要的应用价值，例如下颌骨的隐匿性骨折的诊断等。
三维重建技术能清晰地、立体地显示解剖结构及病变，明确毗邻关系，提高诊断的准确率，有利于治疗方案的选定和手术效果的预测。
该技术还可大大减少扫描过程中病人因呼吸或疼痛等原因引起的伪影，尤其适用于危急病人的检查。
同时，它作为一种新的影像学技术，在医学教育中也有广泛应用前景，如虚拟手术及解剖教学等。
心脏、肺部三维重建软件及移动工作站技术参数
心脏、肺部三维重建软件及移动工作站技术参数1) 软件可以交互式的读取DICOM 格式的CT/MRI/Micro CT/ 3D ultrasound/Micro MRI/工业CT断层扫描图像和非DICOM的普通图像格式，软件可以读取BMP/JPG/TIFF/RAW 等断层扫描图像，并可自动识别图像内置信息。
2) 可以导入STL格式三维模型文件，并支持STL的属性识别和基本编辑操作。
可将建立的模型以DICOM、JPG、3D、2D面积格式输出。
3) 软件分割出感兴趣区域后，就可以以三维的形式显示出来，并三维重构获得三维模型，以文本STL、二进制STL、DXF、VRML、PLY格式输出。
软件支持3D PDF 文件输出，可以在Adobe Reader软件中实现模型的3维显示、旋转、放缩、平移、渲染模式设置、颜色设置和透明度设置等等。
4) 软件能够提供分割和编辑工具操作图像数据来选择骨骼、软组织、血管、皮肤等感兴趣的区域。
分割以影像阈值差异为主要分割理论，功能包括区域生长、3D智能曲线、形态学操作、布尔操作、孔洞填充、多层编辑、3D编辑、扩展、光顺、剪切等。
能够提供丰富多样的测量功能，如距离、长度、角度、表面积、半径、直径、曲面距离。
5) 软件采用Windows风格的标准用户界面。
6) 模块可以加载更多的功能模块，用于进行复杂的分析测量，手术模拟，医学工程设计，有限元前处理，血管智能建模，心脏动态建模、肺/气道智能建模。
7)配套移动工作站电脑的配置：cpu i9-10980HK；内存32G DDR4；显卡RTX2070S；尺寸15.6英寸；屏幕4K AMOLED；硬盘1T M.2 SSD。
所需售后服务：1) 所提供的货物是全新的，未使用的，是最新的版本型号的，完全符合合同规定的质量和规格要求。
产品送达后，在两周内完成安装调试。
2) 进行一天的各项相关培训。
技术服务：对于我方技术请求，及时响应。
3) 版本升级：软件一年内免费升级，升级次数不限。
CT扫描及重建参数对放疗图像质量影响分析
CT扫描及重建参数对放疗图像质量影响分析发布时间：2023-02-28T08:12:34.378Z 来源：《世界复合医学》2022年12期作者：石明[导读] 目的：研究分析CT扫描以及重建参数对放疗图像产生的影响石明北京大学第一医院放疗科北京 100000摘要：目的：研究分析CT扫描以及重建参数对放疗图像产生的影响。
方法：探讨分析16排螺旋CT扫描过程中重建参数，对图像质量产生的影响，本文针对管电压、管电流以及重建图像等多方面指标进行评估，分析不同参数改变对放疗图像质量产生的影响。
结果：在本次研究结果中发现管电压、扫描部位以及滤过器会对CT值产生一定程度的影响，而滤过器增强会增加图像噪声，扫描部位会对均匀性产生影响。
结论：在进行CT扫描时，工作人员需要通过模体测试，针对CT扫描各项参数进行评估，精确设定放疗CT参数，保障精准放疗的治疗效果。
关键词：放射医学技术；医学影像技术；成像质量；价值分析引言放射科在针对患者的疾病进行诊断时，主要利用计算机X线系统、计算机X线断层式扫描、剪影血管造影系统或者配合应用核磁共振诊断等多方面技术针对患者的病情进行分析，而多种不同的诊断技术应用于临床的病情分析中[1]，能够获得较为良好的效果，在针对患者的病情分析时，研究人员需要根据患者的个体状况选择对应的诊断方式，以保障患者的治疗效果。
CT扫描和重建参数会对放疗图像质量产生影响，工作人员在进行螺旋CT扫描时，应当综合判断各参数对最终结果产生的影响并分析相关的处理方式，进而保障CT扫描的准确性。
1 研究资料、方法1.1 基本资料本次研究实验仪器采用飞利浦公司生产的16排大孔进螺旋CT，扫描参数以及重建参数均归类为扫描协议参数，一般情况下在扫描参数完成实验处理后无法修改，而在特定的情况下可对重建参数进行修改，进而获得不同的图像。
CT扫描参数与重建参数的项目较多，其中包括管电压、管电流和扫描部位以及扫描方式等。
1.2 图像质量测试模体应用Catphan600模体测试CT图像,包括图像均匀度、SD值、CT值、高低对比度分辨率。
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CT扫描的参数设置
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扫描参数：
1.螺旋和非螺旋扫描 2.曝光条件：KV（80-140）、mA（70-400）、s。曝光剂量降低，图像的 信噪比降低，图像质量下降。曝光剂量一般用CTDI（CT剂量指数）表示， 但其定义复杂且国际上并未统一，所以临床上一般看的是mAs（即曝光电 流×曝光时间）。 3.视野（FOV）：分为扫描视野（SFOV）和显示视野（DFOV）。对一款 固定的机器来说，扫描一个特定的部位时扫描视野为一个定值。显示视野 也有叫做重建视野。Pixel（像素）=DFOV/矩阵（matrix）。 层厚（slice thickness）：层厚越薄空间分辨率越高，密度分辨率越低。 滤波函数/重建算法/卷积核：分软组织算法、标准算法、骨细节算法。或者 低算法、中等算法和高算法。算法越高，空间分辨率越高、噪声增大、密 度分辨率越低。 层距（slice gap）：两相邻层面中点间的距离。 窗口技术：即窗宽、窗位。
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核磁共振成像技术(MRI)
• 核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技术。是继CT后医学影像学的又一重大进步。 自80年代应用以来，它以极快的速度得到发展。其基本原理：是将人体置于特 殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并 吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收 的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫 做核磁共振成像。 核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领 域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆， 把它称为核磁共振成像术(MR)。 MR是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场 内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在 屏幕上显示图像。 MR提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的 成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断 面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需 注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。MR对检测脑内血肿、脑外 血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空 洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝 癌等疾病的诊断也很有效。
c. d.
脊柱韧带பைடு நூலகம்基本解剖关系
MR各扫描序列的意义
• MR图像的信噪比取决于场强、线圈、脉冲序列、TR\TE、 层厚、矩阵、FOV、采集带宽和采集模式。 • 场强、线圈、采集带宽和采集模式在特定的扫描部位往往 是不能改变的。 • 脉冲序列：SE（自旋回波）序列的信噪比高于GRE（梯 度回波）序列。 • 一般情况下短的TE（脉冲时间）的信噪比（SNR）高于 长TE。 • 一般情况下长的TR（重复时间）的信噪比高于短TR。 • FOV增大，SNR提高，空间分辨率降低。 • 矩阵增大，SNR降低，空间分辨率提高。 • 层厚增大，SNR提高，空间分辨率降低。 • …...
MR与CT扫描参数与数据
大纲
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. CT与MR CT扫描的参数设置 CT重建算法设置 脊柱韧带的基本解剖关系 MR各扫描序列的意义 mimics中患者信息的各项参数 人体各种内脏器官显影需要做的扫描类型 心、肝、脾、肺、肾内血管关系
CT与MR
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电子计算机断层扫描（CT）
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• 像素、矩阵和显示视野的关系
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a. b. c. d. e. f. g.
我们如何提扫描要求？
螺旋扫描方式； 一定是薄层的图像； 层间距或者重建增量必须≤层厚； 尽可能加大扫描剂量； 如有可能，尽量选择大矩阵、小视野； 根据需求选择合适的重建算法； 根据需求选择合适的窗宽、窗位。
CT重建算法设置
• a. b. 根据客户的不同需求，有不同的重建算法设置 不同公司的CT，对重建算法的叫法有可能不一样，而且不同的公 司对重建算法的分类也各有不同。 重建算法的分类可以简单分为：骨算法（高算法H），标准算法 （S），软组织算法（L）。也有用数字分档的（从10、20、 30......100、110、120）。 各种算法的意义：算法越高，边缘越锐利，噪声越大，噪点越多。 算法越低，图像越平滑，噪声越小，噪点越少。 如何选择算法：如果建模仅仅需要骨组织的表面，那么为了使图像 更平滑，一般可选择较低的算法；如果需要勾勒出脏器、组织或韧 带的边缘，那么一般要选择高算法。如果不知道怎么区分，可以建 议技师把高、中、低算法各重建一份，拿回来我们自己选择。
CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透 过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模 拟/数字转换器（analog/digital converter）转为数字，输入计算机处理。 图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为 体素（voxel）。 扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数，再 排列成矩阵，即数字矩阵（digital matrix），数字矩阵可存贮于磁盘或 光盘中。经数字/模拟转换器（digital/analog converter）把数字矩阵中的 每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素（pixel），并按矩阵 排列，即构成CT图像。所以，CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸 收系数可以通过不同的数学方法算出。 CT的工作程序是这样的：它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的 不同，应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数 据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检 查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。
• 化学位移成像的勾边效应
• MRI高分辨率扫描，需要小FOV，薄层
mimics中患者信息的各项参数
• Aalgorithm 重建算法 • highresolution 高分辨 率 • slice increment 重建 增量 • Reduction 减薄 • orientation 扫描方向