基于雙目紅外相機定位的自由式三維超聲圖像重建系統(tǒng)

陳澤鈺，葛云，陳穎，黃曉林，李偉峰

南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210023

前言

計算機技術(shù)在近年來飛速發(fā)展，同時醫(yī)學(xué)成像設(shè)備在臨床診斷中也起到不可或缺的作用，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和計算機技術(shù)的結(jié)合也越來越緊密［1］。超聲成像技術(shù)以其無輻射、成本低、實時性等優(yōu)勢，在輔助醫(yī)生進行診療工作中扮演著重要的角色。然而傳統(tǒng)的超聲成像設(shè)備大都只能提供人體斷面的二維圖像［2］，對于臨床醫(yī)生來說，需要依靠以往經(jīng)驗，在大腦中重構(gòu)出人體器官的三維結(jié)構(gòu)，這對診斷的準(zhǔn)確性和客觀性提出了不小的挑戰(zhàn)。利用三維重建以及可視化技術(shù)，將二維超聲圖像重建為三維結(jié)構(gòu)，不僅能更加直觀地顯示人體器官情況，還能降低對醫(yī)生的要求，使得醫(yī)生能夠從單一的診療角色逐漸轉(zhuǎn)變，能同時參與到診療、數(shù)據(jù)分析和科學(xué)研究中［3］。

回顧國內(nèi)外三維超聲成像研究的歷史，超聲圖像的采集方式大致分為兩種。其一是使用改造的超聲換能器直接采集三維體數(shù)據(jù)，如容積探頭和面陣探頭。容積探頭組合電動機和線性陣列是一種過渡方案，成像質(zhì)量不足，體積較大，便攜性差［4-5］；面陣探頭則由本身的性質(zhì)決定其可以直接獲取二維超聲圖像陣列，并記錄其相對位置關(guān)系，但由于超聲換能器改造工藝的限制，使用這種方式的探頭體積較大，成像視野較小，圖像質(zhì)量相對較差，成本也比較高［6-7］。另一種則是使用傳統(tǒng)超聲探頭，自由式采集二維超聲圖像陣列并進行三維重建，這種方式在臨床上具有靈活、易于操作、不受掃描方向限制、成本較低等優(yōu)點。……