计算机辅助诊断(CAD)医学影像后处理简介.doc

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1、累积：技海拾贝

2、Cumulation计算机辅助诊断（CAD）医学影像后处理简介医学影像后处理是指通过综合运用计算机图像处理技术，医学知识，将由各种数字化成像技术（X射线，CT，MRI，PET等）所获得的人体信息按照一定的需要在计算机上直观地表现出来，使之满足医疗需要的一系列技术的总称。它能够弥补影像设备在成像上的不足，提供用传统手段无法获得的解剖学信息甚至病理生理学信息，从而使传统的医学获取和观察方式被彻底改变。医学影像后处理技术发展到现在，已不单纯局限于完成一些简单的显示和测量功能，它还包括图像三维可视化显示，图像分割，病变部位检测和图像配准融合等高级应用。医学

3、影像后处理从功能上可以分为辅助观察和辅助检测两个大的方面。辅助观察通过向医生提供更多的观察方式，给医生更多的参考，有利于医生更加快速地做出正确的诊断。辅助检测可以提供给医生一些诊断建议，包括测量得到的数据，分割和检测的结果，以及配准融合后新图像的信息。1.辅助观察1.1多平面重建（Multi-PlanReformation,MPR）多平面重建把横断面图像的像素叠加起来回到三维容积排列上，然后根据需要组成不同方位（包括冠状位、矢状位、斜位）的重新组合的断层图像（如图1.1所示），这种方位称为多平面重建。(a)横断面(b)矢状面(c)冠状面图1.1心血管的多平面视图由

4、于扫描孔径的限制，CT仅能沿人体长轴作横断扫描。但很多情况下，如果欲从冠状位或者矢状位观察病灶长轴时，CT的横断切面则常无法提供有益的信息，这给诊断带来很大的困难。因此利用MPR技术可较好地显示组织器官内复杂解剖关系，弥补横断图像观察的不足，有利于病变的准确定位。1.2曲面重建（CurvedPlannarReformation,CPR）曲面重建与MPR类似，不同点是在叠加成三维容积排列后，重新选取截面时是按曲线走行所得的图像，这种重建方式称为曲面重建，如图1.2所示。图1.2延展CPR和拉直CPR成像效果图CPR对血管内腔的可视化显示特别重要，因此这种技术常用于腔

5、内血管病变检测。对于具有海量数据和复杂结构的血管组织来说，医生可以通过CPR在很短的时间内观察和研究整个血管的病变组织，如血管狭窄、血管闭塞、动脉瘤和血管钙化等。其缺点是重建后的图像有一定程度的变形，同时容易遗漏垂直于曲面的较小病灶。因此在进行曲面重建时，一定要使重建路径走形于血流中央，以避免因路径走形的偏差而造成的假性狭窄。1.3表面遮盖显示（ShadedSurfaceDisplay,SSD）表面遮盖显示技术一般是通过密度阈值提取位于组织结构边缘的体素信息，再利用形态学上的过滤或连接方法进行强化，把容积数据转换为一系列多边形表面片拟合的等值面，然后再根据光照、明

6、暗模型进行消隐和渲染从而得到三维显示图像。SSD可用于胸腹大血管、肺门及肺内血管、肠系膜血管、肾血管及骨与关节的三维显示。但由于SSD需要对容积数据进行分类判断，在处理复杂的，边界模糊的人体组织时，经常会出现错误，从而造成虚假面显示或在显示面上产生空洞。此外，该方法无法充分显示容积数据体内部的细节信息，目前已逐渐被容积再现技术所取代。1.4最大密度投影（MaximumIntensityProjection,MIP）最大密度投影是一种广泛应用于CT和MR影像后处理的技术。该方法是先将扫描后的若干断层数据叠加起来，然后沿着虚拟操作者视线方向穿过三维体素阵列，再投射到屏

7、幕上，并且只有沿每一条视线经过的路线上测得的相对密度最高的体素才被计算机保留下来，从而形成MIP重建图像。MIP的主要优势是可以较为真实的反映组织的密度差异，临床上常用于显示具有相对较高密度的组织结构，在很多方面的应用都具有重要意义：如血管MIP成像可较清晰地显示主要血管结构，便于观察血管的狭窄、扩张、充盈、缺损等。MIP对密度变化比较敏感，可发现很多血管壁的钙化，对骨骼的MIP成像可显示骨折锥体等骨结构的空间改变及锥体间的旋转移位程度，且非常直观；同时MIP成像可反映脊柱（如损伤一定时间后）局部骨密度的改变，对内固定装置特别是嵌入锥板、锥弓根的金属钉位置显示清晰

8、，具有整体感强等特点。图1.3所示是MIP成像的一个典型应用——冠脉血管的显示。图1.3最大密度投影图像1.5最小密度投影（MinimumIntensityProjection,MinIP）最小密度投影方法与MIP相似，是将每一条沿视线方向所遇到的体素最小值投影到二维平面上，从而形成MinIP重建图像。MinIP成像多用于显示低密度结构，如气管、胰管、胆管及胃肠道空腔脏器病变的显示，图1.4是MinIP成像的一个典型应用——肺部气管的显示。在肺部影像诊断中，螺旋CT扫描后进行肺部气管MinIP三维重建，可直观、立体地显示肺部气管的形态、病变部位及范围。在胸部影像诊

9、断中，Mi