自由臂超聲實(shí)時三維診斷與導(dǎo)航.pdf

1、在過去的二十年間，傳統(tǒng)的二維超聲只能提供人體斷面的二維圖像，臨床醫(yī)生主要是憑借經(jīng)驗(yàn)在腦中重構(gòu)出人體器官的三維結(jié)構(gòu)，同時二維圖像的采取的方式不同，也使得所獲得的診斷信息的不全面。這就在一定程度上影響了診斷的準(zhǔn)確性和治療的有效性。特別是在一些畸形或病變器官，二維圖像的診斷顯得欠缺。從傳統(tǒng)的二維圖像系統(tǒng)發(fā)展到三維圖像系統(tǒng)，雖然技術(shù)上圖像可以實(shí)現(xiàn)三維?；?，可是圖像三維化處理需要大量的時間，以及采用高端、新設(shè)備所需要的大量資金投入減慢了這個躍遷過

2、程。與傳統(tǒng)二維圖像比三維超聲成像有圖像顯示直觀、準(zhǔn)確定位病變器官等的優(yōu)點(diǎn)，而成功的三維超聲圖像系統(tǒng)需要在很短的時間內(nèi)將采集到的數(shù)據(jù)重構(gòu)并保存，減少了病人的復(fù)診率，并且可以幫助醫(yī)生在同一個時間上從多個角度去檢查一個病變部位。目前多使用的超聲三維化的系統(tǒng)是在已有二維超聲成像系統(tǒng)下采集三維重構(gòu)的數(shù)據(jù)，如機(jī)械定位系統(tǒng)（專用一體化探頭）、自由手系統(tǒng)（聲傳感器系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機(jī)械臂和電磁導(dǎo)航定位系統(tǒng)）、二維面陣探頭（直接獲得三維體的數(shù)據(jù)）。而后在第三方

3、計(jì)算機(jī)上進(jìn)行三維圖像重構(gòu)，插補(bǔ)。 由于圖像重構(gòu)操作帶來的巨大運(yùn)算量，使得處理一定量數(shù)據(jù)得到三維重構(gòu)模型耗費(fèi)時間較長。為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時快速的三維重構(gòu)，選擇合適的重構(gòu)、插補(bǔ)算法就顯得尤為重要，目前主要的三維重構(gòu)算法主要有PNN（Pixel nearest-neighbor）、VNN（Voxelnearest-neighbor）、DW（Distance-Weighted）等算法，本文比較選擇了Gobbi 算法來實(shí)現(xiàn)三維重構(gòu)。在比較過程中我

4、們兼顧了圖像的質(zhì)量和重構(gòu)計(jì)算的速度等因素。老年人頸動脈粥樣硬化的發(fā)生率高，早期多發(fā)生與高血壓、腦血管病、糖尿病患者，表現(xiàn)為動脈內(nèi)膜增厚、粥樣斑塊形成、血栓及狹窄閉塞，這些危險(xiǎn)因素為動脈的粥樣硬化形成提供了病例基礎(chǔ)。過去的超聲技術(shù)的發(fā)展可以對頸動脈管壁的莫個截面進(jìn)行分析，依靠多普勒超聲對頸動脈血管的內(nèi)-中層厚度，斑塊形成及血管內(nèi)血流動力學(xué)變化均能進(jìn)行檢測，可以對早起診斷頸動脈粥樣硬化提供依據(jù)，可是對于血管壁的整體分析還存在遺漏，醫(yī)學(xué)上會用

5、血管內(nèi)超聲IVUS（Intravascular ultrasound）的形式來對血管內(nèi)部進(jìn)行分析，這樣的操作存在創(chuàng)傷性，所有的結(jié)果直觀性差，都是以二維的模式來進(jìn)行顯示?，F(xiàn)在通過三維的重構(gòu)，可以重構(gòu)出可測血管的各個截面信息，幫助醫(yī)生及時對如頸動脈內(nèi)膜增厚、頸動脈狹窄、頸內(nèi)動脈周圍病變等早診斷，早干預(yù)，早治療，病人的預(yù)后會獲得了良好的效果。當(dāng)然除了血管方面的應(yīng)用，三維重構(gòu)超聲還 用于各種自由臂可進(jìn)行的臨床檢測，如肝臟等實(shí)質(zhì)器官。 在