三維超聲

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更新時間: 2013-08-29

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三維超聲的研究始於20世紀70年代,由於成像過程慢,使用複雜限制了其在臨床上的使用。最近隨著計算機技術的飛速發展,三維超聲成像取得長足進步,已經進入臨床應用階段。

  三維超聲


  超聲醫學影像技術作為醫學影像學的一門新興學科,經歷了從A超、M超、B超、彩色多普勒超聲幾個階段, 三維超聲成像技術(three-dimensional ultrasono-graphy)的研究始於20世紀70年代,由於成像過程慢,使用複雜限制了其在臨床上的使用。最近隨著計算機技術的飛速發展,三維超聲成像取得長足進步,已經進入臨床應用階段。


   最新開發的三維超聲工作站軟體為普通二維超聲診斷儀提供了三維成像途徑,是醫院在不增加投入的情況下,把普通超聲診斷儀升級為三維超聲診斷儀。


  三維超聲工作站軟體特點:


  1、三維超聲採集難度低。軟體具備較強的後期選擇功能,簡化了採集操作方法。


  2、二維序列圖像採集適用最新壓縮格式,並且具備升級能力。可以保存海量病例而不必擔心硬碟容量不夠。


  3、三維超聲重建運算速度快,3秒鐘即可生成三維影像。


  4、三維超聲重建採用無損重建法不損失任何數據。


  5、三維超聲影像顯示速度快,512*512*512像素每秒鐘顯示30楨,三維影像顯示時沒有停頓感。


  6、預定義8套偽彩編碼,可以精確自定義偽彩編碼並可保存。


  7、軟體適用於所有的windows操作系統。


  8、軟體適用於所有的普通超聲診斷儀。


  9、軟體適用多數符合微軟標準的視頻採集卡。


  功能


  1、表面重建成像 


  對於不同灰階進行分割,提取出感興趣結構的表面輪廓,適用於膀胱、膽囊、子宮、胎兒等含液性的空腔和被液體環繞的結構,重建的三維B超圖像清晰直觀,立體感強。


  2、透明成像 


  該技術採用透明演算法實現三維超聲重建,能淡化周圍組織結構的灰階信息,使之呈透明狀態,著重顯示感興趣區域的結構,同時部分保留周圍組織的灰階信息,使重建結構具有透明感和立體感,從而顯示實質性臟器內部感興趣區域的空間位置


  透明成像又分為:1、最小回聲法;2、最大回聲法;3、X線法


  3、多平面成像 


  該方法對三維B超容積數據進行不同方向的剪切,生成新的平面圖,主要用來獲得C平面(即與探頭表面平行的平面,又稱冠狀面)的回聲信息。本軟體採用透明成像與多平面成像融合技術,使平面剪切易於操作。


  4、彩色多普勒血流三維成像


  利用彩色多普勒血流方向圖后多普勒能量圖的血流信息,對血流的方向、範圍、進行三維成像,用於判斷血管的走行、與周圍組織的關係及感興趣部位的血流灌注的評價。 三維彩超重建是本軟體的技術突破。 


  5、軟體一般功能介紹 


  a、軟體支持Win98,Win2000,Winnt,WinXP所有Windows操作系統。


  b、軟體支持腳踏開關採集、滑鼠採集、鍵盤採集。即使不顯示視頻畫面也可通過腳踏開關採集實時圖像。


  c、軟體可對二維B超影像實時錄像,也可以生成三維錄像。


  d、資料庫:單機版軟體使用微軟Access資料庫,網路版軟體使用企業級資料庫SQLserver2000。所有病例信息保存在資料庫中,易於查詢。


  f、報告:採用所見即所得報告格式,操作者就好像在實際的報告單上寫字,輸入在什麼位置即列印在什麼位置。自定義報告格式:軟體報告格式是可以隨意修改的,可以隨意的調整任何一幅圖像,任意文字在報告中的位置。


  g、列印:軟體支持所有印表機,任何類型的列印紙,並且根據列印紙大小調整適應列印版面。


  h、模板:為解決漢字輸入慢的問題,軟體提供開放的模板,可以方便的修改與添加。


  軟體支持所有普通超聲工作站的所有功能 


  三維超聲工作站軟體操作特性  


  1、數據採集 


  三維超聲工作站軟體使用高清晰專用視頻圖像採集卡採集連續動態圖像。操作者連續移動B超探頭,軟體即可採集到三維數據。軟體支持最新壓縮演算法,在同一段影像序列中可以多次採集感興趣的三維數據而不必擔心數據量太大。


  2、數據選擇


  在三維超聲重建之前可以預先選擇要重建的區域,這樣可以使操作者不必在採集時過於強調探頭位置的準確,感興趣部位是否在圖像中心,使採集過程更簡單方便。同時可以在三維重建之前刪除無效數據,使三維超聲影像易於觀察、操作。


  3、三維重建


  按下確定按鈕2秒之內即可生成三維超聲影像。有些三維軟體為了加快運算速度對原始數據進行隔行或隔雙行抽樣運算,在顯示時採用模糊插值演算法,使顯示的三維圖像看起來更加平滑,而實際診斷要求生成的三維影像100%尊重原始數據,為醫生提供最真實的圖像。


  本軟體採用全息計演算法,既沒有任何數據丟失,生成的圖像完全代表原始圖像的原來面貌。為提高重建速度軟體採用最新演算法,使用彙編語言對軟體進行了最大優化,大大提高了運算速度,使三維運算在瞬間完成。


  4、三維顯示


  三維顯示是體現三維軟體運算速度的另外一個關鍵問題,龐大的三維數據要在內存中快速旋轉對編程發出巨大挑戰,多數軟體採用三維重建時對原始數據進行隔行抽樣,使數據量減少為原來的1/8,來提高顯示速度,顯示時為使三維影像不顯得太小,使用模糊插值演算法使圖像顯示的比較大,這種以損失三維影像質量為代價的顯示速度的提高是不足取的。部分軟體為了準確完整的顯示原始數據,使三維影像旋轉一個角度需要數秒鐘甚至數十秒鐘,大大降低了軟體的實用性。


  本軟體使用彙編語言對顯示演算法進行了最大優化,大大提高了顯示速度,在顯示512*512*512(即累計512楨512像素長512像素寬的巨型三維矩陣)三維影像時,每秒可以顯示30楨,所以三維顯示時圖像旋轉、移動、縮放時平滑快速,肉眼無法察覺變化時的停頓。


  驚人的無損顯示速度是本軟體領先於其他三維軟體的一大特色。


  5、三維影像操作


  使用快捷健和滑鼠軟體可以方便的對三維影像進行剪切、旋轉、縮放。任意調整透明度、灰度以使三維超聲圖像達到最佳效果。同時為初學者提供操作按鈕。軟體支持自動旋轉,可以調整旋轉速度(對滑鼠的響應速度)。


  6、三維偽彩


  偽彩對三維影像有重要作用。人的肉眼對灰度信息不夠敏感,偽彩提高了三維影像的可讀性。


  多數三維軟體只預定義了一套適用於產科的偽彩編碼。並且重建好的三維影像自動加上了這種偽彩,這就局限了三維軟體的使用範圍。


  本軟體為適應多部位多臟器三維超聲檢查,內部預定義了多套偽彩,可以對重建好的三維影像添加或更換任意一套偽彩。


  同時軟體可以自定義偽彩編碼,並保存在文件系統中以便以後使用。軟體採用精確自定義偽彩方法,可以準確的定義每一個灰度值對應的紅綠藍分量,不象普通超聲的偽彩定義法無法精確操作。


  7、最大值與最小值的演算法選擇


  軟體可以對三維重建好的影像進行演算法的改變。


  8、三維圖像的採集


  重建好的三維影像調整到滿意狀態時,可以採集為靜態圖像,也可以採集為動態的連續影像,軟體採用最先進的壓縮演算法,使動態錄像數據量少而清晰。採集到的靜態或動態影像可以在任意計算機上播放。


  9、其他功能


  軟體具備資料庫管理功能、自定義報告格式、自定義模板、預定義醫院信息等普通超聲工作站的所有功能。


  本軟體對以下疾病診斷有較大價值:   


  消化系統疾病


  肝臟: 肝囊腫、多囊肝、肝膿腫、肝血管瘤、肝結節、肝腺瘤、原發行肝癌、肝硬化、肝淤血、布-加綜合症。 


  三維超聲比二維超聲更清晰的顯示出肝的血管走向,較好的顯示肝內血管間的空間位置關係。可用於良惡性腫瘤的診斷鑒別。


  膽: 膽囊結石、膽囊息肉、膽囊癌。


  胰腺: 急、慢性胰腺炎、胰腺囊腫、胰腺結石。


  胃:


  胃癌、胃平滑肌腫瘤、胃潰瘍、胃息肉、疣狀胃炎、慢性肥厚性胃炎。


  胃部疾病的三維超聲重建圖像清晰逼真、形態直觀、立體感強、空間關係明確,並可確定病變的形態、範圍、彌補了二維超聲的不足。


  三維圖像還可以顯示二維超聲無法顯示的腫瘤整體。利用切割面顯示腫瘤浸潤的程度。胃腔外腫瘤及轉移病灶的檢出,彌補了胃鏡的不足。


  胃三維超聲檢查對人體無損害、無痛苦、與胃鏡比較病人易於接受。


  泌尿系統疾病


  腎臟:


  先天性腎異常、腎積水、腎囊腫、多囊腎、腎結石。


  膀胱: 膀胱結石、膀胱腫瘤


  男性生殖系統疾病


  睾丸:


  睾丸囊腫、睾丸腫瘤、睾丸鞘膜積液。


  前列腺: 前列腺囊腫、前列腺結石、前列腺增生、前列腺膿腫。


  女性生殖系統疾病


  子宮:


  子宮肌瘤、子宮腺肌病、子宮內膜癌、子宮發育異常。


  卵巢:


  非贅生性囊腫、巧克力囊腫、卵巢囊性畸胎瘤、漿液性囊腺瘤、粘液性囊腺瘤、卵巢實性腫瘤。


  產科疾病: 


  各種異位妊娠、滋養細胞疾病。


  胎兒及胎兒先天畸形


  由於胎兒在羊水中飄浮,超聲影像表面對比強烈,幾乎所有胎兒都可以做出三維表面圖像,可以準確觀察胎兒面部、四肢、胸腹、脊柱。


  對於診斷胎兒畸形有很大作用,如:唇裂、聯體雙胎畸形、海豹兒、脊柱裂、腦積水、腦膨出等。


  9周時可以做出非常逼真形象的三維胎兒影像。中晚期妊娠三維超聲可顯示胎兒面部表情形態圖像。


  淺表器官疾病


  眼球: 玻璃體疾病、視網膜疾病、脈絡膜疾病、眼內異物。 


  由於眼球的特殊結構,使三維超聲影像可以清晰的反映眼內病變的真實準確的情況對於各種眼科疾病的診斷都有很大的幫助,使眼科疾病的超聲診斷更加受到眼科大夫的重視。


  甲狀腺: 結節性甲狀腺腫、甲狀腺腺瘤、甲狀腺癌。


  乳房: 乳腺纖維腺瘤、乳腺結核、乳腺癌


  淋巴疾病


  交界性腫瘤  

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