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三维成像的基本原理

任何三维超声心动图研究均通过原始图像采集、图像数据处理与三维图像显示等三大基本步骤完成。原始图像采集是指应用各种方法围绕感兴趣区进行不同水平、不同部位、不同角度的二维超声扫描,以获得兴趣区整体全面的、规律的、稳定的多个切面图像;图像数据处理是指对上述原始切面图像输入计算机进行数字化存储,并对其图像间的空间间隔进行象素插补平滑处理。 在静态三维重建原始时,需通过手动/自动勾边,将感兴趣区的结构轮廓,通过A/D转换结构轮廓的信息数字化后传递给图像处理系统,后者将某一心动周期的数据按照一定的空间顺序排列、组合、插补形成兴趣区立体数据库。如为动态三维超声尚需按一定的心动周期顺序依次形成一系列立体数据库。这些立体数据库可提供从各种角度方位观察的不同水平的兴趣区三维图像信息;三维图像显示则指根据需要调用上述一定的立体数据库数据后,采用不同三维显像技术(主要指表层显像技术与整体现象技术)将其还原成兴趣区立体图像,并使用各种物理方法进一步增强图像的实体感。总之,对研究对象扫描后采用心内膜勾边技术传递某一心动时相兴趣区结构的轮廓线,以此为基本数据重建的三维图像用网格或薄壳型等表层显现法显示出来,一般称为静态三维超声心动图;而对研究对象扫描后将全部组织灰阶信息传递给图像处理系统,后者按一定的时间和空间顺序用整体显像法重建兴趣区的准实质量不断提高,尤其是近年来计算机技术突飞猛进的发展,各种应用软件不断完善,三维图像重建技术已能快速处理超大容量的图像数据,所建立体图像更加细腻、逼真、完美、快速,信息量更丰富,有望迅速地进入临床实用阶段。

鉴于静态与动态三维超声心动图在重建原理及步骤上有许多相同之处,以下就目前临床上应用较为广泛的动态三维超声心动图技术为例,结合作者的应用实践,介绍其研究方法与内容。

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