为了解决这些局限性,本研究提出了一种全肺三维重建方法,该方法利用医学图像处理技术在全胸部扫描的背景下提取肺部的三维轮廓。然后,该方法在 3D 空间中对肺、肺动脉和早期多发性肺结节进行 3D 重建。这种方法可以更全面、更准确地表示整个肺部早期多发性结节的空间分布和放射学特征。
所提出的方法涉及几个关键步骤。首先,将医学图像导入到3D图像处理软件中,并使用基于阈值的分割技术提取肺部区域;随后,将提取的肺区域与周围的胸壁和胸椎的骨结构分开。然后使用最大强度投影 (MIP) 算法在 3D 空间中重建早期多发性肺结节及其与周围血管的关系。最后,显示重建的肺、肺动脉和结节的三维模型,以供进一步分析。
与现有方法相比,该方法具有几个优点。与依赖 2D 图像的传统方法不同,该方法利用 3D 体积来更准确、更全面地表示早期多发性肺结节。该方法还克服了与模式识别方法和MIP可视化方法相关的误报和漏报的局限性。此外,该方法对早期多发性肺结节的分布和空间特征进行了宏观和整体的描述,这对于制定有效的治疗方案至关重要。
等素变换16,17 是指将具有不同体素大小的 3D 图像转换为具有均匀体素大小的 3D 图像的过程。在医学图像处理领域,3D 体积通常由不同大小的体素组成,这可能导致计算和可视化问题。等体素变换的目的是通过对原始 3D 体积中的体素进行重新采样和插值来解决这些问题,从而生成具有一致体素大小的新 3D 图像。该技术在各种医疗环境中都有应用,包括图像配准、分割和可视化。因此,本研究提出了一种全肺三维重建方法,利用医学图像处理技术,在全胸部扫描的背景下提取肺部的三维轮廓。该方法可以更准确、更全面地表示整个肺早期多发性结节的空间分布和放射学特征。本研究有助于为早期多发性肺结节患者制定更准确、更有效的诊断和治疗策略。
在数据预处理阶段,DICOM数据排序应该是第一步(图1),以确保在3D重建过程中每一层的扫描顺序正确。接下来,执行各向同性变换以确保 3D 体积的正确纵横比(图 2)。之后,对原始 3D 体积进行空间滤波(图 3),以消除来自 CT 设备病床的干扰信号(图 4)。为了获得整个肺的3D轮廓,在每次扫描时进行图…
Discussion
这项研究引入了一种独特的方法,用于创建整个肺部的完整三维 (3D) 重建,采用先进的医学图像处理技术在全胸部扫描的背景下描绘肺部的 3D 形状。该技术可以更精确、更全面地描述整个肺部早期多发性结节的空间排列和放射学特征。本研究为提高早期多发性肺结节患者诊断和治疗策略的准确性和有效性做出了宝贵贡献。
Shi, J., Xing, F., Liu, Y., Liang, T. Three-Dimensional Reconstruction for the Whole Lung with Early Multiple Pulmonary Nodules. J. Vis. Exp. (200), e65786, doi:10.3791/65786 (2023).