构建组织三维图像的方法技术

本发明专利技术涉及一种由组织之二维图像构建成三维图像的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由组织之二维图像构建成三维图像的方法。
技术介绍
在数字时代，医学图像的重要性不应落后，图像数字化将成为一条必走之路，医师只要在计算器前输入病人之数据如病历号码，便可立即看到该病人所做的各种检查图像，做出诊断，可减少病人等候时间，增进工作效率及大幅降低人力成本。在21世纪图像诊断发展目标即在于传统X光摄影数字化、CT、US、MRI与PET等各种扫描技术的数字图像之多功能图像处理与速度之增进，以及医学图像撷取传输系统之整合发展与应用。从图像诊断作业角度而言，医学图像之诊断可解析成三个环节(1)图像生成(Generation)；(2)图像认知(Perception)；(3)图像解读及交流(Interpretation and Comunication)。其中每一环节都会影响诊断质量。目前一般的医学图像摄取的技术主要包含计算机断层扫描(computedtomography，CT)、核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)、核医学图像(nuclear medicine，NM)及超声波图像(ultra-sound，US)。这些图像一般均为被摄影物体的某一横断面的图像，即二维(2 Dimensional，2D)图像。此部分包含图像数据格式之译码，目前许多医学图像设备公司均有支持医学数字图像及通信(digital imaging and communications in medicine，DICOM)标准的图像格式码，但有部分图像并非此标准格式。医学图像软件系统即装在此计算机上，再对原有的图像进一步处理，而产生立体医学图像。1.立体数据的组成，是指将原始之2D图像，根据其立体几何结构组成立体数据组(3D data set)。此部分包含使用内插法或外插法来弥补可能缺乏的立体数据。2.目标物体的撷取使用者所选定之目标物体(object of interest)，在立体数据组中，与其它物体夹杂在一起，必须先将其与其它物体分开。此部分包含根据目标物体的各种特性，使用图像处理、图形识别以及人工智能等技术，将目标物体自立体数据组中以自动、半自动，或人工方式撷取出来。3.目标物体之立体显示此部分包含使用各种计算机图学上之技术，来进行各种不同之物体立体显示。4.目标物体之操作在很多情况下，医师希望将目标物体移动、旋转，或切开观察。医师也希望进行一些医学上之测量，如肿瘤的体积、长度的测量等。当一个物体被撷取出来或被切割操作后，便会有一个“新”的物体产生，使用者可以对该新物体命名，并加以储存起来，以为后续操作之用。现阶段在经过机器扫描后，事实上已可掌握大部分的病患数据，但是仅将二维的图像作为医师诊断的依据，似乎不能完全符合医师的需求，同时还可能导致一些前述盲点的产生，而增加一些不确定的因素。平面医学图像未能完全解决医疗上的问题，若能利用计算机，将一系列的计算机断层扫描图像或核磁共振图像叠起来，经过一连串的计算机处理后，重建出原来三维的人体器官形态于计算机屏幕上，可使医生直接观察病人的立体器官，而不必再像以往只能凭想象猜测，对医疗诊断、治疗作业有深远正面的影响。以目前现有之三维图像方法只能以单一画面或单一显示公式来呈现物体之外缘图像，或将二维之连续切割图像转换为三维体积测定模式(3D-volumetric model)，以及增加时间因素分析而得之所谓四维动态图像(3D plus time)这些分析方式及其态样固然增加了以二维图像分析为主之利用性，但在生成三维图像精密度及易判读性仍然难以克服，进一步也限制了常规判读自动化的效益。(K park et a1.，Volumetric heart model andanalysis.，Communications of the ACM Feb 2005/Vol.48，No2.pps43-47). 流空效应心血管的血液由于流动迅速，使发射MR信号的氢原子核离开接收范围之外，所以测不到MR信号，在T1WI或T2WI中均呈黑影，这就是流空效应(flowing Void)。这一效应使心腔和血管显影。三维成像MRI可获得人体横面、冠状面、矢状面及任何方向断面的图像(tomography)，有利于病变的空间定位。一般CT则难于作到显示空间关系，需采用重建的方法才能获得冠状面或矢状面图像以及三维重建立体图像。MRI显示解剖结构清晰而逼真，目前医界可在其所提供之良好的解剖背景进行较容易的病变观察，是MRI诊断的突出优点。然而在观察病变时，医事人员除需注意病变的位置、大小、形状、边缘轮廓和同有关器官的关系等，还要了解并根据各种准则及临床经验判读各种MR信号的强弱、衰减与均匀性，进一步作出诊断，事实上，这样的诊断极需仰赖高素质的训练与推断能力，不同的医事人员对MRI数据的判断产生差异的确难以消除。目前，不论在诊断或治疗用途方面的各种基于二维计算机辅助断层扫描影像图像的三维立体影像图像重建方法，先前已披露于例如Aoki S.，et al.，Cerebral aneurysmsdetection and delineation using 3-D-CTangiography.AJNR 131115-1120.1992.Hu X.，et al Three-dimensionalmagnetic resonance images of the brainapplication to neurosurgical planning.J Neurosurg 72433-440，1990.Rubin GD.，et al Perceptive volume renderingof CT and MR imagesapplications for endoscopic imaging.Radiology199321-330，1996.Schwartz RB.，et alCommon carotid artery bifurcationevaluation with spiral CT-work in progress.Radiology 185513-519，1992.等文献。足见三维立体图像重建技术是目前能提供医事人员对MRI数据判断上绝佳的辅助利器。然而时至最近，三维立体图像重建技术在实用上仍未臻完善，原因有以下数点1)取得高分辨率(high resolution)二维扫描图像的限制2)扫描图像时移动受测物所造成之误差及质量下降3)扫描磁场的不均匀性，造成同一组织中不同区域信号强度误差(见Aoki S.，et al Cerebral aneurysmsdetection and delineation using 3-D-CTangiography.A.JNR 131115-1120，1992)。由于前述几个方面的进步，不但提供精确的原始数据(二维扫描图像数据)，也使得借助于其它辅助运算法如计算机三维图像实时运算逐渐成为被接受的工具，以往医学手段难以触及的领域如分析活体脑型态或组织性质等，若能撷取有效数据及选择正确的演算函数，将能实际导入临床之用。
技术实现思路
本专利技术的目的是希望医师能在动手术打开病患体腔之前，医师可利用个人计算机，透过通过鼠标的移动及按键，即可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由组织之二维图像构建成三维图像的方法，其特征是该组织之二维图像得自于灰阶亮度分析人体器官之二维图像，该方法包括：（１）取得连续复数的人体器官二维图像，（２）由该人体器官二维图像选取欲检测组织之灰阶亮度，以决定该组织灰阶亮 度之范围；（３）依该组织之灰阶亮度范围分别对连续复数的人体器官二维图像作片断（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）切割，以获取连续断切割图像；及（４）重组连续断切割图像，以完成欲检测组织之三维图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈渊瑶，
申请(专利权)人：沈渊瑶，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]