视觉成像技术（共7篇）
视觉成像技术 篇1
青光眼是一类病理生理机制、临床表现和治疗方法均具有差别的眼病, 常与眼压水平有关[1]。即眼压超过了眼球内组织, 尤其是视网膜视神经所能承受的限度。青光眼的主要病理改变是高眼压导致的特征性视神经损害以及相关的视野缺损[2]。早期轻微的视野缺损通常难以发现, 如视神经严重受损, 可导致失明。尽早地进行青光眼的检查、诊断和治疗是防止视神经损害和失明的关键。因此探讨其诊断方法, 提高诊疗水平, 是急待解决的问题。目前用于青光眼视觉通路疾病的影像学诊断方法主要有CT、超声和磁共振成像 (MRI) , 而CT和超声对脑灰质和白质的分辨率较低, 对青光眼视觉通路疾病的诊断价值有限。而MR可多层面成像, 其灰白质分辨力高、无辐射损伤, 尤其是MR弥散张量成像及锰离子增强性MRI成像对视路白质纤维具有高度敏感性, 可满意地获取视路白质纤维本身病变的详细信息。
近年来的研究表明, 青光眼性视觉损害会向大脑中枢视觉传导通路发展, 青光眼可能是整个视觉传导通路的一种神经退行性病变[3], 这一概念可能会使人们对青光眼性视觉损害的本质有更进一步的认识。随着MRI技术的发展以及对青光眼发病机制理解的逐渐深入, MRI势必会在探测青光眼患者视觉通路形态及功能变化方面得到广泛的应用和研究。本文就最近几年有关青光眼磁共振研究概况加以综述, 为本病的临床诊治及进一步基础研究提供参考。
1 视觉传导通路概述
整个视觉传导通路由3级神经元构成。第Ⅰ级神经元的胞体位于视网膜双极细胞, 第Ⅱ级神经元胞体位于视网膜节细胞, 第Ⅲ级神经元的胞体位于外侧膝状体。第Ⅰ级神经元的周围支与视网膜上的视觉感受器视锥细胞和视杆细胞形成突触联系, 其中枢支与神经节细胞形成突触联系。视网膜神经节细胞为第Ⅱ级神经元, 其轴突于双眼视神经乳头处汇合, 然后向后走行, 经过双侧视神经管进入颅腔, 双侧视神经形成视交叉后, 向后延续为视束。在视交叉中, 来自双眼视网膜内侧半的神经纤维交叉, 交叉后走向对侧视束中;而来自外侧半的视神经纤维不交叉, 其走在同侧视束中。因此, 视交叉只有部分纤维交叉, 即大脑右侧视束中含有来自双眼视网膜右侧半的视神经纤维, 大脑左侧视束中含有来自双眼视网膜左侧半的视神经纤维。双侧视束向后外侧走行, 绕过大脑脚, 大多数视束神经纤维止于双侧大脑半球外侧膝状体。视觉传导通路的第Ⅲ级神经元胞体位于外侧膝状体内, 由第Ⅲ级神经元胞体发出的轴突形成双侧视辐射, 穿经内囊后肢, 最后止于双侧大脑半球的视区, 即距状沟周围的枕叶皮质。视束中尚有少数纤维经上丘臂进入上丘和顶盖前区。上丘发出的纤维参加组成顶盖脊髓束, 执行视觉反射。
2 青光眼的发病机制
近年来, 青光眼发病机制的研究已达到视神经和视网膜神经节细胞水平, 但是, 对于青光眼中枢视觉通路的发病情况却研究甚少。有研究发现[4], 大脑视皮质及外侧膝状体等中枢视觉通路的损伤参与了青光眼的发病机制, 青光眼可能是整个视觉传导通路的一种神经退行性疾病[5]。并提示潜在的中枢机制可能影响了青光眼视觉功能损害的进展。有研究显示[6], 在中枢神经系统, 存在跨突触性萎缩现象:如果某一组神经元受到损伤, 就可能在其神经通路远端与其存在突触联系的第二组神经元出现神经退行性改变。这就是说, 如果视网膜神经节细胞发生病理改变, 那么与视网膜神经节细胞轴突形成突触联系的中枢外侧膝状体神经元也有可能发生变性。最终, 位于中枢视皮质的第三组神经元也会发生变性改变。此过程称为顺行性跨突触萎缩[7]。反之, 如果双侧中枢视皮质受到损害, 外侧膝状体和视网膜神经节细胞也会产生不同程度的变性, 这一过程称为逆行性跨突触萎缩[8]。
青光眼近来被认为是一种中枢神经系统的神经退变性疾病。研究表明[9], 大脑视皮质神经元的损伤可能直接参与了视觉功能的进一步损伤, 最终会导致视觉功能的完全丧失, 这就是研究青光眼中枢损伤的意义所在, 有研究表明[10], 视网膜神经节细胞与外侧膝状体神经元之间可能存在双向作用机制, 这种机制可能改变了视网膜神经节细胞对进一步损伤的敏感性。另外, 神经节细胞的损伤, 必然会导致视觉传入冲动的减少, 加重中枢外侧膝状体视觉神经元的废用性萎缩及变性。这种恶性循环, 可能在青光眼视觉功能损伤的发展中起了重要作用。以往认为, 视觉神经纤维的损伤是造成青光眼视野缺失的原因, 近年来有部分学者提出[11], 青光眼性损伤是整个视觉通路的广泛区域发生损伤的病理过程, 这一观点的提出有助于从视觉通路多级神经元水平, 更好地研究青光眼性视功能损害的机制。
3 MRI扩散张量成像 (DTI) 技术在视觉通路中的应用
3.1 DTI概述
磁共振扩散张量成像 (diffusion tensor imaging, DTI) 是目前唯一能在活体观察脑白质纤维走行及形态结构的无创性检查技术, DTI能探测脑白质神经纤维在生理或病理状态下的改变。DTI在大脑白质发育及老化、脑神经纤维的定量分析、脑白质病变等领域已经得到广泛的应用和研究, 可以显示视路白质纤维的解剖改变及其病理变化, 对正常视路及其病变后视路白质纤维的变化可进行系统的观察。
扩散是指水分子自由运动的一个特性, 其扩散受限的特征称为各向异性, 就神经系统而言, 主要是指水分子在白质纤维中沿平行于白质纤维走行方向的扩散速度高于沿垂直于白质纤维走行方向的扩散速度[12,13,14]。FA、RA、AI是脑白质神经纤维各向异性特征的主要参数, 主要用来定量分析脑白质神经纤维。FA是最常用的各向异性参数, 是指脑白质神经纤维中水分子各向异性占整个扩散张量的比例, 也是反映水分子扩散方向性的定量指标, 其反映白质神经纤维束内细胞排列结构的完整性和一致性[15,16,17]。对于所有组织结构而言, 0~1是FA值的范围, 0代表最大各向同性扩散, 1代表最大各向异性扩散。
近似表观扩散系数 (ADC) 称为MD值, MD值可以测量水分子扩散的平均速度, 其受组织细胞完整性和细胞大小的影响[18], MD值与水分子扩散方向及扩散敏感度无关。虽然MD值和FA值是磁共振扩散张量成像中两个不同的参数, 但是, 在神经组织, 水分子各向扩散所受到的限制越小, 则MD值越高、FA值越低[19]。单独的MD值或FA值只可粗略地评价脑白质神经纤维束形态结构的变化;但是, 将MD值和FA值相结合, 便可以更加准确地研究青光眼脑白质神经纤维束的形态学改变及其可能的病理生理机制。
3.2 DTI在青光眼视觉通路中的应用
常用的各向异性参数包括FA、RA和VR值, 其中FA值最常用, FA值高提示该部位白质纤维的完整性好。FA值体现了各向异性弥散成分的大小, FA值和MD值在DTI中起到疾病指示物的作用。Garaci等[20]通过对l6例青光眼患者使用高场MRI进行DTI检查。10例健康人作为正常对照组。与正常对照组相比, 青光眼患者的视放射和视神经纤维的MD值明显升高, FA值明显降低。视神经纤维的平均MD值与青光眼分期呈正相关 (r=0.8087, P<0.0001) 。视神经的平均FA值与青光眼分期呈负相关 (r=-0.7464, P<0.0001) 。Garaci等得出结论, 青光眼是一种累及视觉传导通路的复杂神经系统疾病。MRI扩散张量成像所得的MD值和FA值与青光眼严重程度相关, 提示MD值和FA值可用于青光眼严重程度的辅助判断。陶晓峰等[21]利用DTI技术对视神经纤维束和视路成像的可能性进行研究, 共检查30例患者, 视交叉、视束和视放射均可良好显示, 表明应用DTI技术观察视神经及全视路神经纤维束的改变对提高视路疾病的显示和诊断具有明显的意义。
4 锰离子增强MR成像在脑白质纤维示踪中的应用
4.1 锰离子示踪MR成像概述
利用锰离子MRI检查进行纤维示踪已经应用多年, 主要用于研究中枢神经系统的结构与功能性变化。二价锰离子可通过离子通道进入可兴奋细胞内部, 锰离子是顺磁性物质, 锰离子具有缩短T1弛豫时间的作用, 在MRI扫描的T1WI上表现为高信号[19,20,21]。锰离子与钙离子相似, 在神经激活中通过L型电压门控性钙离子通道进入细胞间隙内[22]。一小部分离子停留在内质网或高尔基体内, 并沿微管通过快速轴浆运输。MRI锰离子示踪技术与传统的神经纤维示踪技术相同的是:需要在所要观察的脑区注入神经示踪剂, 根据神经示踪剂顺行或逆行迁移来观察神经纤维的走行。不同的是前者可以在活体观察脑神经纤维束的走行, 避免了神经组织示踪技术在进行组织学样本处理时组织切片的破坏或变形, 从而影响判断纤维束走行的精确度。
4.2 锰离子示踪MR成像在青光眼视觉通路中应用
锰离子示踪MRI成像能帮助解释青光眼疾病发病机制, 监测药物治疗的疗效, 并在研究青光眼视觉通路方面作为一种对传统技术的补充。Watanabe等[22]向实验大鼠双眼玻璃体内注射锰离子, 24 h后行MRI扫描, 两实验组大鼠均清楚显示了视觉传导从视神经、视交叉、视束至外侧膝状体的走行。张帆等[23]在大鼠脑外侧膝状体注射1 mmol/L Mn Cl224 h后可以看到大脑视觉皮层的强化, 明显强化的皮层部位与大鼠脑立体定位图谱的视觉神经皮层定位一致。但是, Sloot等[24]研究发现, 锰离子既可被大脑神经元吸收, 也可被其周围的神经胶质细胞吸收, 锰离子注射局部的神经组织会首先出现明显强化。而局部注射点神经元和神经胶质细胞吸收锰离子的速度较锰离子传导至大脑皮层的速度快, 因此注射点周围的神经组织的明显强化对于观察短程神经纤维束的投射以及各神经核团之间的联系是极为不利的。
5 展望
目前青光眼的临床治疗主要是降低眼内压, 以缓解临床症状。而近年的研究表明, 青光眼视路损害会向大脑中枢视觉传导通路发展, 青光眼可能是整个中枢视路的神经退行性疾病, 因此, 未来青光眼研究方向可能将致力于发现青光眼患者整个视觉通路的早期细微改变, 明确其形态学及病理生理学变化, 在其出现形态学变化之前进行早期干预, 或许能使青光眼视路的不可逆损害转变为可逆性。因此, 对青光眼视觉通路的起止、走行、形态变化的显示就显得尤为重要。而MRI白质纤维示踪技术能在活体无创性研究脑白质纤维的微观结构及形态学改变, 能探测白质纤维在生理或病理状态下的变化, 并可定量分析, 可对病变后视路白质纤维的变化进行系统的观察。因此, 随着磁共振技术的不断发展及计算机软件的不断开发和利用, 将为青光眼的临床诊断和基础研究, 提供更加详尽的影像学支持, 为青光眼患者的早发现、早诊断、早治疗提供依据。
地形测绘激光成像雷达技术 篇2
关键词：地形测绘；激光成像；雷达技术
在激光的技术获得成功后，使得激光的应用变得更加的广泛，在各个不同的领域激光多逐渐的发挥着越来越重要的作用。像是在地形测绘的工作中激光的应用就形成了激光测绘雷达技术，它的具体的工作原理就是和利用激光进行测距的方法是一样的，并且它是在这个原理上利用激光测距的构造进行的进一步的开发与研究。并且随着激光和雷达的技术快速的发展，并且这一项技术有着准确、体积较小、进行测绘的范围广的优点，在进行具体的测绘工作上对于激光雷达的使用也越来越频繁了。
一、激光雷达成像测绘技术的简述
利用光频波段来进行工作的雷达射线，就是激光雷达成像技术的主要原理，它的具体的工作原理和微波雷达的原理是相似的。它们都是向所需要进行探测的目标发出电磁波，之后在利用设备所进行的接收信号与所探测的信号进行对比，通过这样的一个过程就可以使得对于探测目标的距离、和位置等情况有了一个准确的了解。并且这项技术还可以对于地形相关的运动的信息进行跟踪和识别。
在我们的具体的实践上，对于激光成像雷达的应用既可以和红外线的电视、微光的电视、或者是与微波雷达进行相互配的使用，同时当条件不允许时还可以单独的进行使用。当与其他的设备相互配合使用时它可以极大的发挥出自身的优势使得雷达的效率与准确性上都得到有效的提高，并且还可以在多种工程上广泛的使用。
二、地形测绘激光成像雷达技术的探究
（一）进行对于地形的基础测绘。对于地形的基础测绘指的就是数字正射影像、数字线化地图等几个相关的方面的数据测绘。地形的基础测绘工作是一个相当复杂的工作，对于那些相关的技术的要求与设计要求都是比较高的。但是激光成像雷达技术的应用使得这一问题得到了一个很好的解决，它的应用可以使得观高精度的影像微分纠正所以提出的要求得到满足，这样一来就可以使得相关的成本得到了有效的控制。并且对于反应一些地表的植物与建筑物都可以进行比较直观的体现，而对于这些信息的应用就使得测量与和判读的工作变得更加的精准了，使得所采集的数据变得更加的质量和采集的效率都得到了一个有效的保障。
（二）进行精密的工程的测量。在我们现在的许多工程的测量上对于进度的要求都是比较高的，往往的这种类型的测量都会涉及到对于目标进行采集，对于获得三维的物体模型和坐标的信息也同样是有着相关的要求的。而激光成像雷达技术的应用就可以很好的解决这样的问题。它可以实现与建筑物的模型进行叠加，这样就可以进行三维模型的構建工作了。对于实现对于工程的有效规划与保护、实现精准的测量都有着很大的帮助。像是的进行公路的设计时，这样就可以为工程的开展首先提供一个具有高精度的地面模型，同时还可以对于线路的设计与线路的规划起到指导的作用。激光成像雷达技术的应用还可以使得工程的实施可以对于地形的要素、和相关的地物位置进行精确的分析。
（三）进行广泛的测绘。激光成像雷达技术的应用主要的目的就是进行数据的收集工作，在进行数据的收集时最重要的就是收集数据的准确性、及时性在以往的这种数据的收集上往往达不到应用的要求。但是激光成像雷达技术的应用对于解决这个问题提供了很大的帮助。它使得我们在数据上得到极大的补充，对于不同的工作，不同的工程都可以得到有效的数据上的提供。也正受由于它的广泛性，使得在许多的工程的实施上，我们的视野得到了加大的扩展，从而可以对工程实现宏观上的准确的掌控。
（四）在水文工作上应用。由于激光成像雷达技术应用的广泛性，它在众多的领域都得到了具体的应用，像是在水文工作的进行中，激光成像雷达技术的应用显得越来越重要。它可以在各种的水利工程的实施时，进行地质的勘查工作。可以使得不同的水利工程的地质情况得到准确的了解，从而更好的指导水利工程的施工。并且随着近些年来计算机技术的发展，激光成像雷达技术和计算机技术的相互融合，使得激光成像的自动化发展和智能化的发展得到更大的帮助。这样一来对于水利工程的建设，其工作的效率就得到了更稳定的保障。
（五）创建数字矿山。矿山工程是我国资源开发的重要内容，而最近的几年来，我们的矿山资源正在逐渐的枯竭，发展的也变的更加的困难，所以想要使得这个行业得到有效的整合就必须要进行数字矿山的应用。
而进行数字矿山的创建，首先就必须对矿区的相关数据进行准确的提取、进行数据的提取时就必须要利用到激光成像雷达技术的应用，通过对这项技术的应用使得矿区的三维地面模型得到建立，可以有效的进行建筑物与地面的分层工作，对于那些塌陷的区域进行重新的评估，对于一些不安全的因素进行分析，可以有效的防止危险的再次发生。
（六）在地籍测量上的应用。地籍测量的工作在进行的时候存在着专业性强，进度要求高的特点，并且在工作中还要形成相关的成果资料，有着较强的及时性的要求。并且它的工作的具体要求也是比较复杂的它要以地籍的调查作为依据，还要根据测量技术的实施，实现从控制到碎部，精确的进行各类土地位置和大小的测绘、并且还要对境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图进行精确的测绘。在以往的工作中进行这项工作的测绘是比较困难的，但是随着激光成像雷达技术的应用，使得这一问题得到了一个比较好的解决。因为激光成像雷达技术拥有着测绘精确，测绘控制范围大，对于数据的获取更加的准确等特点，在我们现在的地籍测量上得到了广泛的应用。
结束语：
总之，激光成像雷达技术在我们现在的地形测绘工作中的使用也是越来越加的广泛，并且这项技术经过了长时间的发展，它的各个方面都已经达到了一个相当成熟的地步。而且对于这项技术的应用也使得卫星遥感上的应用中它的分辨率得到了大幅的提升。对于各种的工程工作而言它的每一个步骤都会影响到这一类工程的实施与工程的质量，所以在我们以后地形测绘激光成像雷达工作中更要深化工作的进行，使得其可以更加有效的为社会的发展做出贡献。
参考文献：
[1]郑永超，赵铭军，张文平，赵春生，沈严.激光雷达技术及其发展动向[J].红外与激光工程，2006（3）
[2]朱筱茵.基于激光雷达的数字化精密测量技术研究[J].长春理工大学：光学工程，2010.
视觉成像技术 篇3
1 资料与方法
1.1 一般资料
2007年10月-2010年12月我院利用新型X线实时立体视觉装置下经皮肺活检术并确诊肺结核38例, 均为痰涂片及气管镜检查阴性, 影像学表现不典型的肺结核, 病灶多位于肺周边, 无穿刺禁忌证[2]其中男20例, 女18例;年龄21~74岁, 平均年龄42.8岁;病程1个月~1.5年, 正侧位X线胸片或CT表现病灶为结节肿块26例 (≤2~5cm16例、>5cm10例) , 斑片影5例 (上述两种病变内伴有≤1cm虫蚀样空洞者24例) , 空洞影7例 (空洞性病变, 空洞直径1~4cm) ;病灶与胸壁距离0~3.5cm, 平均1.2cm;穿刺前临床诊断肺癌12例, 肺炎7例, 肺脓肿3例, 16例考虑肺结核但仍需排除肺癌等疾病。38例肺结核最终诊断, 均经活检组织学 (有3例对穿刺结果有疑问行开胸) 、病原学及 (或) 临床系统抗结核治疗, 观察6个月~2年病灶明显吸收而得到证实。
1.2 方法
选用16G、18G自动切割软组织针 (病灶不贴胸壁者一般不用16G切割针) 。患者取穿刺体位卧床, 据病灶位置与临近结构的关系确定穿刺体位。阅读X线胸片及胸部CT片确定穿刺位置, 透视下调整体位, 并用小金属环覆于皮肤指示病灶体表对应部位, 选定穿刺点后常规消毒麻醉。穿刺针穿刺时待接近壁层胸膜时即嘱患者屏气, 迅速穿过胸膜后穿刺, 透视下 (操作者看到的是动态立体图像) 选取病灶较实处, 测量进针角度和深度, 刺入病灶有阻力感, 看到针槽在要取病灶位置时弹射切割针取活检。一般在病灶不同部位分别活检2~3次 (尽量空洞坏死区及病灶边缘区) 标本制作涂片2~3张送抗酸杆菌染色及细胞学检查, 剩余组织用95%酒精固定后送病理组织学检查。嘱患者静卧1h透视有无气胸、血气胸现象。
2 结果
2.1 穿刺结果诊断
见表1。38例穿刺者中有33例活检诊断肺结核 (21例确诊, 12例提示结核) 结节肿块影、斑片影、空洞性病变等。活检未确诊5例中, 肿块影、斑片影各1例及3例空洞性病变 (出血、坏死、炎细胞浸润、纤维化) 非特异性改变。本组阳性预计值100%。
2.2 病理学及病原学
穿刺后组织学、细胞学、结核杆菌培养、涂片抗酸杆菌检查见表2。
2.3 并发症
穿刺后气胸 (压缩30%以内) 及肺内出血 (表现为肺内阴影扩大或咯血) 的发生率分别为13.2% (5/38) , 10.8% (4/38) 。未行特殊治疗, 逐渐恢复。
3 讨论
3.1 在呼吸科临床工作中常常需要对诊断不明的肺内病变进行鉴别, 尤其是不能排除恶性病变或结核时, 得到病理学或病原学诊断就显得尤为迫切。经皮穿刺细针抽取[3]的方法对恶性病变的诊断率较高, 但由于取材较少对肺良性病变的诊断率仅为16.7%~39%[3]气管镜检查对支气管近端的病变诊断阳性率较高, 但对远端尤其肺周边的病变因取不到足够的病变标本而不能诊断。开胸可取到满意的病变组织明确诊断但因损伤大而临床较少用。我院用16G、18G粗切割针在实时立体视觉下对38例临床未能确诊肺结核患者穿刺活检是22例术前诊断为肺癌, 肺炎、肺脓肿者中的19例 (86.4%) , 穿刺术后确立了结核病的诊断, 将诊断准确率从术前的42.1%提高到术后的86.8%从而避免了不必要的手术或错误治疗。
3.2 在经皮肺穿刺活检术中, 术前穿刺路径的良好设计, 术中穿刺的准确判断是完成手术的关键。X线实时立体视觉下粗切割针活检的最大优势在于, 可动态观察显示病灶的立体感, 可实时获得更多信息、实时数据。可选择较理想的病灶部位取材, 取得的标本量较多, 可同时行细胞学、细菌学检查, 使诊断敏感性进一步提高, 为不典型肺结核病的诊断提供了一条有效途径。从穿刺结果可以看出, 肿块影和斑片影的阳性率较高, 而空洞型阳性率低, 前两者通常可取得较多标本, 获得特异性病变组织是一条重要的原因。在对采集到的标本检查上组织学阳性率较高为76.3%涂片抗酸杆菌检查阳性率仅5.3%。本组有例对穿刺标本行结核菌培养, 其中1例空洞性病变培养阳性 (活检报告干络样坏死, 涂片未找到抗酸杆菌) 而另外2例结节样病灶 (活检组织确诊结核病) 培养阴性。为提高阳性率应注意以下几点: (1) 穿刺针槽在病灶较实处;空洞性病变宜取空洞壁, 斑片型及肿块性病变取病变密度较高处; (2) 穿刺时注意观察标本形状及标本量 (最好有病理科医生在场) 可反复穿刺, 直到取出满意的组织为止; (3) 对标本采用包括病理学在内的多种方法检查以提高阳性率。
3.3 与常规X线引导下经皮肺穿刺比较其优势在: (1) 由于是实时立体视觉成像, 所以能较精确引导穿刺针到达病灶中心部位, 有利于多层次、多角度的穿刺路径设计和准确判断穿刺过程。 (2) 实时立体显示病灶影像, 更容易观察穿刺针是否进入病灶中心部位, 有利于提高穿刺成功率。 (3) 缩短了穿刺时间, 减少医护人员和患者辐射剂量, 是当前大趋势[4,5]。
3.4 不足: (1) 由于是通过特殊目镜显示图像, 因而视野较小, 采样范围和数据量有限, 密度分辨率及空间分辨率较低, 对小病灶 (<2cm) 、纵隔旁等疾病定位无优势。 (2) 同气管镜活检一样, 由于取到的标本代表性有限, 单据活检结果进行诊断有时也会出现误诊或漏诊。
3.5 经皮肺穿刺较常见的并发症是气胸和出血, 其发病率与患者的年龄、进针次数、操作时间、针的粗细、病灶深度及大小呈正相关[6], 本组粗针活检气胸及肺出血的发生率分别为13.2%和10.8%低于文献报道的27.6%和15.9%且均不严重。认为:新型X线实时立体视觉装置应用, 在诊断不典型的肺周边结核病是一种诊断阳性率较高、较为安全的检查方法。
摘要：目的:探讨新型X线实时立体视觉装置下经皮肺穿刺在诊断不典型周边肺结核中的应用价值。方法:利用新型专利设备 (在原C型臂机器改装由组合式X线管、影像增强器、立体显示器、实时立体视觉装置组成) , 经皮肺穿刺诊断不典型的肺周边的结核病临床应用。结果:经对其中38例患者 (所有患者均为痰涂片及或气管镜检查阴性, 影像学表现不典型的肺结核) 行经皮肺活检术最终确诊肺结核病例分析。结论:X线实时立体视觉装置下经皮肺穿刺在诊断不典型肺肺周边结核病有很大帮助, 值得临床应用研究。
关键词：X线实时立体视觉装置,肺穿刺,肺结核,临床应用
参考文献
[1]刘忠令, 李强.呼吸疾病介入诊疗学〔M〕.北京:人民军医出版社, 2003:71.
[2]张雪哲.CT引导下胸部穿刺活检〔J〕.中华结核和呼吸杂志, 2001, (4) :194-195.
[3]Jin KN, Park CM, Coo JM, et al.Initial experiences of percutaneous Tran thoracic biopsy of lung noctules using C-arm conebeam CT systems〔J〕.Eur Ra diol, 2010, 20:2108-2115.
[4]Huang HS, Chung MJ, Lee JW, et al.C-arm cone-beam CT guided percutaneous.transthoracic lung biopsy:usefulness in evaluation of small pulmonary nodules〔J〕.AM J Roentgen, 2010, 195:400-407.
[5]贾友明, 张新.经皮肺活检有关问题探讨〔J〕.中华结核和呼吸病杂志, 2001, 24 (4) :193.
视觉成像技术 篇4
1 资料与方法
1.1 临床材料
对75例可疑颈、胸、腰(骶)椎或脊髓疾病患者行MR全脊柱成像,其中男49例,女26例,年龄5~81岁,平均47岁。
1.2 设备仪器
采用西门子Avanto 1.5T超导磁共振成像系统,全脊柱成像软件、自动移床技术,脊柱矩阵线圈、头颅矩阵线圈、颈部矩阵线圈。
1.3 检查方法
嘱患者仰卧于检查床上,脊柱自然平伸,极少数严重的病理疼痛患者可在检查前口服或静脉注射镇痛剂;激光定位线位于胸骨角,采用二步法(二步连接技术),取颈胸段、胸腰段等两段;使用体线圈,两个头线圈,即颈胸段打开HE3、4、NE1、2、BO1线圈,胸腰段打开BO2、SP2-5线圈。每个节段T1WI、T2WI序列结束后,自动移床至待扫位置,直至完成全部扫描。常规选用SE序列行颈、胸、腰椎矢状面T1WI、T2WI,必要时加扫T2STIR、增强扫描等特殊序列,以求更好的显示椎体髓质骨信号变化及脊髓内微小病灶。扫描参数:层数为11,层厚3 mm,矩阵512×256,扫描野400 mm×40 mm,2次采集,TR=380 ms,TE=11 ms,TI=130 ms,整个扫描时间约22 min。
1.4 图像后处理
使用Composing软件,分别拼接T1WI、T2WI图像,自动生成全脊柱T1、T2图像。对局部病变可进一步行轴位或任意角度的T1、T2、增强扫描等序列成像。
2 结果
75例均获得满意的全脊柱影像,经拼接处理后的全脊柱矢状面图像可以清楚地观察全段脊柱、脊髓的解剖形态,了解病变部位、大小、形态、边缘、信号等情况。75例中MRI全脊柱成像显示15例正常(见图1a),脊柱病变41例,脊髓(椎管内)病变19例,阳性率为80%。41例脊柱病变包括:10例单发或多发转移瘤(图1(d)),6例骨折(2例多发压缩性骨折,2例伴脊髓压迫),5例椎体血管瘤(3例为多发,见图1(c)),4例先天性脊柱畸形,5例椎体结核,11例脊柱退行性变。19例脊髓(椎管内)病变包括:4例髓内肿瘤(1例室管膜瘤,见图1(b),3例星形细胞瘤),8例髓外硬膜下肿瘤(4例脊膜瘤,3例神经纤维瘤,1例多发神经鞘瘤),4例脊髓空洞(见图1(b)),2例脊髓炎,1例椎管内多发转移瘤。所有结核、肿瘤患者均经手术证实,转移瘤者均查到原发灶或活检证实,炎症经治疗后随访确认。
3 讨论
3.1 成像原理
全景矩阵成像(Total Image Matrix)技术的开发应用是磁共振成像技术的一大进步,它由多个体表线圈依次排列组合而成,并结合了小线圈的优点和大线圈的大视野,既大大增加了扫描野,又能使每个线圈的信号叠加起来,应用后处理程序,获得比单一线圈更好的信噪比和分辨率[2]。Composing软件可实现图像的无缝隙拼接,但其前提条件为扫描参数必须完全一致,才能使脊髓在同一层面完整的显示出来。MR自动移床跟踪扫描技术(MR Total Spine Mobitrak,MTSM)实现了一次定位后利用床的间断移动一次完成全脊柱的扫描成像,避免了多次搬动患者的不便,大大节省了扫描时间。上述技术的联合应用使得MR全脊柱成像不仅实现了大范围(205 cm)全身成像,而且可以得到高分辨率的局部图像,在不必移动患者的情况下,一次完成扫描,并且可进一步行局部病变的常规轴位或任意角度的T1、T2、增强扫描等不同序列成像,提高了病变检出率。与常规分段扫描相比,在不增加患者经济负担的情况下,要进一步缩短全部扫描时间,可实行快速小儿脊柱检查,减少镇静需要;对严重背痛患者可实施快速脊柱检查,提高舒适性;减少运动伪影,提高诊断准确性[3,4]。
3.2 检查中的注意事项
要获得一张良好的全脊柱图像应注意以下几点:(1)扫描体位:患者仰卧于检查床上,将整个脊柱尽量置于检查床的中线上,且身体冠状面与床面平行;(2)在冠状位定位像上制定矢状位扫描序列时,应尽量使扫描中心线通过各组段脊髓中线,避免扫出的正中脊髓图像不在同一层图像上;(3)在选择扫描层数、层厚、层间距以及扫描野时,应三组段默认相同,才能有利于扫描完成后的各组段图像对接完整[2]。
3.3 应用价值
全景矩阵成像(Total Image Matrix)技术的应用为脊柱、脊髓的弥漫性、多发性病变的显示提供了最全面、更直观的影像学依据,对局部病变的定位提供了更精确的影像资料。(1)多发性脊柱、脊髓肿瘤及转移瘤。这类疾病常因随血液运行侵蚀多个椎体或累及数个椎体平面,全脊柱的成像能够全面、直观地评价肿瘤的扩散程度,为临床制定治疗或手术计划提供了重要的依据。(2)脊柱外伤。MRI是脊髓外伤最理想的检查方法,但使用以往的单一体表线圈只能显示一个局限的扫描野,对于没有周围参考平面的某一处脊髓有时很难准确定位,尤其是胸段脊髓,通常要再次拍摄X线平片来参考定位,这就大大增加了患者的痛苦,也延缓了时间。对于多发性脊柱骨折的患者,单一的体表线圈更是难以满足需要,而全脊柱相控阵线圈的应用使上述问题迎刃而解,一次完成上至延髓、下达尾骨的全脊柱成像,减少了患者的疼痛,也避免了因多次搬运患者而造成的2次损伤,为手术争取了时间。(3)脊髓空洞症。脊髓空洞症是一种慢性进行性脊髓病变,病理上以脊髓内空洞形成并有胶质组织构成的腔壁为特征。其病变范围广泛,可下达圆锥,上至延髓,全脊柱矢状面能完整地显示它的全貌,了解病变所侵蚀的范围及所累及到的椎体平面,为此种病变的进行性观察提供了依据。(4)病变较难定位的或脊髓内弥漫性炎症。临床查体往往不能确定扫描范围,全脊柱成像为其提供了寻找病变部位的可能性。(5)脊柱结核。脊柱结核也是以多椎体破坏为特征,有时呈跳跃式播散,MRI是目前唯一能在病变早期发现病灶并确定病变范围的方法[1],全脊柱成像能准确地判断椎体的受累个数,脓肿、肉芽肿的形成以及脊髓受压情况。(6)脊柱退行性病变。它可以完整显示全脊柱的退变程度。(7)常规查体。MRI作为一种无创性的检查,已被人们接受,MRI对脊柱独特的多方位显示能力也使它成为脊柱和脊髓检查的首选[2,3,4,5,7,8]。
总之,MR成像参数多,对软组织及中枢神经系统疾病的诊断具有更大的优越性。MR全脊柱成像将颈、胸、腰、骶段脊柱及脊髓拼接在一张图像上,同时显示多部位病灶,提高了影像诊断的准确性和完整性,避免或明显减少了漏诊,对临床治疗方案的制定、手术的术式选择、放疗定位等都有很大价值[7,8],因此在实际工作中非常值得推广应用。
摘要：目的:研究全景矩阵成像(Total Image Matrix)技术磁共振全脊柱成像在诊断脊柱及脊髓病变的临床应用价值。方法:采用西门子Avanto 1.5T超导磁共振成像系统,Tim线圈、自动移床及无缝拼接技术,对75例可疑脊柱及脊髓病变者行全脊柱成像,并对病变局部行高分辨力成像。结果:75例均清晰、直观、完整的显示椎管内全段脊髓、全部脊椎及周围韧带的连续全脊柱MR图像,75例中MRI全脊柱成像显示15例正常,41例脊柱病变,19例脊髓病变。结论:全景矩阵成像技术MR全脊柱成像明显缩短了扫描时间,图像质量好,定位、定性准确性高,解决了大范围、高分辨力的脊柱成像难题,对脊柱、脊髓多发性、弥漫性病变的诊断有较大价值。
关键词：磁共振成像,脊柱,脊髓
参考文献
[1]高元桂,蔡幼铨,蔡祖龙.磁共振成像诊断学[M].北京:人民军医出版社,1993:658.
[2]葛雅丽,郑敏文,张劲松,等.MRI全脊柱移床扫描技术在脊髓及椎体疾病诊断中的应用[J].实用放射学杂志,2002,18(11):971.
[3]杨勇,贾勤刚,徐常杰,等.MRI全脊柱移床扫描对脊柱疾病的诊断[J].实用放射学杂志,2004,20(7):614.
[4]李少武,高培毅,张迅,等.脊柱MR成像的最新进展[J].中国医学影像技术,2001,17(4):384-386.
[5]常英娟,张劲松,赵海涛,等.MR全脊柱相控阵线圈的临床应用及扫描技术[J].放射学实践,2003,19(2):135-137.
[6]宋云龙,张挽时,方红,等.Tim技术MR全脊柱成像方法及其临床应用[J].中国医学影像学杂志,2007,15(5):341-343.
[7]Ramachandran M,Tsirikos A,Lee J,et al.Whole-spine magneticreso-nance imaging in patients with neurofibromatosis type 1 andspinal de-formity[J].J Spinal Disord Tech,2004,17(6):483.
“车轮服务”依靠成像技术 篇5
“车轮运输是各赛车队运输车辆的一大磨损来源, ”该公司总经理Todd Carpenter解释说, 在每场赛事中, 各赛车队每辆车需要使用约60只车轮。“同时, 如果各赛车队自己搬运车轮, 当他们不比赛时, 他们不仅需要空间来存储车轮, 而且还需要处理轮胎安装和拆卸等事宜。很显然, 最有利的做法是让他人来处理这些事情, 以便他们能够专注于赛事。”
Champion将裸车轮运输到赛道, 安装轮胎, 并将安装好的组件运回到夏洛特市, 在那里, 他们需要将旧轮胎拆卸下来, 并送到回收站。然后, 清洁车轮, 重新存储, 重建索引, 并重新运到下一个赛道。
Champion将每支队伍的ID印在车轮上, 并在计算机系统中跟踪这些车轮, 各队伍可登录该系统, 查看他们车轮的状况以及哪些车轮将用于哪些比赛。约有20 000只车轮存储在Champion的安全设施里, 这里采用了气温控制措施。
基于图像的自动化
每天, 在比赛结束之后, 约有1 000只赛车车轮通过自动化设施, 从货车挂车返回到存储仓库。在抵达存储仓库之前, 每只带有条码标识的车轮沿着输送带移动, 途径各种检验站。Champion公司以前采用激光扫描仪来读取条码, 但采用该系统时, 每天平均有200只车轮会被剔除出去, 需要人工进行检验, 因为该系统无法读取它们的条码。操作员通常会多次尝试将这些被剔除的车轮重新放回到输送带上, 以查看激光扫描仪是否能够读取这些车轮上的条码;当这种方式行不通时, 操作员不得不使用扫描枪, 手动读取这些条码。这样做, 每天会额外花费20~30min的时间, 而且无法将扫描枪数据直接输入到计算机系统。同时, 这些车轮还会错过耳孔检查。
采用旧系统时, 该公司将轮胎拆卸下来并清洗车轮之后, 在车轮抵达耳孔检查站之前, 会将激光扫描仪放置在输送带上。该扫描仪的读取率约为80%, 读取率低的原因很大程度上在于热源和工作循环, 导致条码磨损, 变得越来越难以读取。
Champion公司采用康耐视基于图像的Data Man302L读码器, 取代了激光扫描仪, 该读码器能够处理条码质量下降问题, 使Champion公司实现了97%的读取率, 比其以前采用的激光扫描仪高出了17个百分点。该读码器是一种固定式设备, 配有高分辨率 (1 280dpi×1 024d pi) 传感器, 用于读取较大视场中非常小的代码以及较小部件上的代码。
该系统消除了非常耗时的人工采集条码信息的需求, 使所有车轮都能够经过所有检验站, 并由该公司的计算机系统进行跟踪。“该系统帮助我们确保发送到赛道上的每只车轮均能够提供各赛车队所期待的性能。”Carpenter说道。
此外, 基于图像的系统还提供最大的景深灵活性, 因为其使用液态镜头模块, 该模块采用两种等离子液体, 其中油为绝缘体, 水为导电体。由于液-液界面上的电压不同, 因此导致出现曲率变化, 反过来, 这也改变了所安装的光学镜头的焦距。对于Champion公司而言, 这意味着, 即使当相机与代码之间的距离不断变化——这是因为条码可能位于给定车辆的任意位置, 代码也仍然能够始终保持在焦距以内。同时, 液态镜头也非常坚固耐用 (无活动元件) , 而且结构紧凑, 其具有响应时间非常快速、光学质量良好和能耗较低等优点。
最终结果如何, 每天只需特别处理30只车轮即可。而采用激光扫描仪系统时, 每天都有200多只车轮被剔除出来, 需要人工检验。现在仅有3%的条码是无法读取的, 这是由于严重损坏造成的。“现在, 如果Data Man读码器无法读取条码的话, 我们会更换标签。”Carpenter说道。操作员无需再反复尝试让被剔除出来的车轮移动经过扫描仪。“操作员现在无需再感到沮丧了。”Carpenter说道。
工程上的成功
Champion公司基于其对赛车队需求的充分了解, 建立了自己的业务, 并利用其主要人员在工程方面的丰富背景, 以妥善的方式搬运车轮, 以优化车轮的性能。
“我们尝试从车队经理的角度考虑我们需要做些什么, 并询问自己, 如果是他们, 我们希望他人如何搬运我们的车轮和轮胎。”Carpenter说道, “因为我们是工程师, 因此我们将自己的方法进行了自动化处理, 主要目标是确保车辆性能始终保持一致, 并且是可以预测的。”搬运的确会严重影响车轮性能。因此, Champion公司使用输送带系统来搬运车轮, 而不是让车轮弹跳, 或者将车轮堆叠起来, 因为输送带不太可能造成车轮损坏。同时, 每只车轮均标有条码, 每当其进出存储设施时, 系统均会自动扫描每只车轮, 从而创建该车轮的完整运输历史记录。当每只车轮从赛场返回时, 其需要经过全面的检验流程, 以检查车轮和耳孔的圆度以及横向和径向偏离度。
视觉成像技术 篇6
基于热声效应的光声成像技术(Photoacoustic Imaging,简称PI)是近年出现的一种新型成像技术,它是以脉冲光作为激励源、声信号作为信息载体,通过对采集到的一组声信号进行图像重建处理而得到组织内部结构信息的一种成像方法。该方法有机地结合光学成像和声学成像的特点,可以提供厘米量级深度上深层组织的高分辨率、高对比度的和低成本的无损断层图像[1],在医学应用领域中具有广阔的应用前景。
利用光声成像技术进行脑成像研究是医学成像技术的研究热点之一[2]。脑成像在医学方面有广泛的应用价值,尤其在神经内、外科、精神科、小儿科等都有独特的用于诊断和研究的价值。目前,常用的脑成像技术包括功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,FMRI)、正电子发射断层扫描技术(Positron Emission Tomography,PET)和单光子发射计算机断层成像(Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)[3]。与上述三种技术相比,光声技术用于脑成像不仅具有无损伤、成本较低的优点,而且还可获得氧化型和还原型血红蛋白的分布特性,提供更加完整的脑部血氧含量水平的分布图像,可以在完全无损伤的情况下对脑的高级功能活动进行观察分析并提供高分辨率和高对比度的脑组织光声图像。
本文的目的是利用光声成像技术实现脑成像,为研究大脑的高级活动提供新的工具。成功搭建一套基于单探头的光声成像实验系统,在此基础上,获得位于10mm模拟样品下血管模拟组织的成像,以及活体白鼠脑部的血管分布图像。
1 光声成像技术基本原理
1.1 光声信号产生
当强度调制的激光照射在介质上,由于介质的吸收效应导致光能量的沉积、温度的增加,瞬时的温度增加导致超声信号的产生,该信号称为光声信号。这种调制光激发超声信号的机理就是光声效应。光声效应并不是一个新发现的现象,早在1880年,A.G.Bell就首先发现光声效应(Photoacoustic effect)[4]。光声效应中,介质中的声场变为有源场,介质中的吸收体都可以看成超声波发生源。在脉冲激光的作用下,介质对能量的吸收最终导致压力的变化,此时,声压P可以表示为[5]
式中,β为热膨胀系数,Cp为定压摩尔热容,I0表示激光脉冲的强度,r和t分别代表位置与时间,η(t)表示脉冲激光的时域函数。
1.2 光声图像重建算法
图像重建算法是光声成像技术的关键技术之一,目前,国际上有很多课题组关注光声成像领域的研究,在光声成像的图像重建算法的领域也作很多深入的研究,Kruger等[6]和Wang等[7,8]提出基于圆扫描或球扫描模式下的逆雷登变换滤波反投影算法;Köstli等[9]提出检测光声信号的二维信息,利用反投影方法得到三维图像的重建算法;Hoelen等[10]利用相控聚焦的概念,将平面扫描模式下测量到的光声信号人为合成扫描线,然后利用扫描线的叠加进行光声成像研究;Paltauf等[11]利用多次叠加的方法进行光声图像重建。
检测器拾取的信号是系统的响应函数与实际光声信号的卷积,因此,图像重建过程需要利用反卷积的方法恢复实际的光声信号,将得到的光声信号反投影就可以获得重建图像。而系统响应函数通常是很难测量的,因此,Da Xing等提出的基于样品及点源光声信号逆卷积的重建方法就体现出优势,重建算法可以表示为[12]
式中,Pd(ω)和Pd(ω)分别是样品光声信号Pd(t)和点源光声信号P0(t)的傅立叶变换,W(ω)是滤波窗函数,r0是点源到检测器之间的距离,k为由点源的吸收及入射激光参数确定的系数。
2 实验和方法
实验系统构造(见图1)。光声信号激励源采用ND:YAG脉冲激光器,输出波长532nm,脉宽10ns,重复频率10Hz。脉冲激光束经过凹透镜扩束、毛玻璃的均匀化后照射在样品上。实验中,照射在样品的激光能量密度严格控制在10mJ/cm2以下[13]。产生的光声信号利用超声检测器进行信号拾取,检测器是一个宽带、高灵敏度的、探头直径为1mm针状水听器(HPM1/1,Precision Acoustics LTD),材料为PVDF,厚度28μm,探头频率范围200kHz~15MHz(±4dB),探测灵敏度为850nV/Pa(@3MHz)。将声信号转换为电压信号后,通过信号放大后,利用示波器(TDS5104,Tektronix)进行采集,采样频率为250M/S,示波器将采集的信号数字化后存储在计算机中等待进一步的数据处理。扫描模式采用旋转探头或样品的方法进行2π角度范围的数据采集,步进角度由精密步进电机控制。
首先测量图像重建算法中需要的点源光声信号。利用直径为0.07mm,长度约为0.5mm黑色头发丝垂直插入琼脂块中,吸收体近似可以认为是点源吸收体,进行系统的点源光声信号的测量。
a.血管模拟样品的外部视图照片;b.样品的结构特征的照片;c.样品吸收体的相对位置示意图
然后,采用血管模拟样品验证实验系统的可靠性,并进行系统精度分析。图2a为样品外部视图,实验样品是用5g琼脂粉、100g水和20mL浓度为10%的intralipid溶液加热到70摄氏度后凝结而成。样品是不透明的混浊介质,通过米氏理论计算,样品的光散射系数约是μs=120cm-1。吸收体埋在琼脂块中,埋藏深度为10mm(见图2c)。模拟样品组成(见图2b):中间为一个1.2×7.5mm的长方形吸收体,厚度约为0.5mm,主要成分猪血,用于模拟组织内部的粗大血管;两侧各有一对交叉的黑色头发丝,直径0.07mm,用于模拟组织中的细小血管。实验中,样品旋转一周,测量位置数共200个,即步进角度为1.8°。针状水听器固定在支架上,水平高度与旋转中心保持一致,方向正对着旋转样品台的中心。为提高信噪比,在每个测量位置上均进行64次信号平均。
在活体白鼠脑部成像实验中,实验采用的白鼠重量约为40g,实验前,小心的将白鼠脑部的毛剃除,而不损伤脑部的表皮与骨骼。利用肌肉注射氯胺酮对小白鼠进行麻醉,麻醉持续时间约30min。白鼠脑袋从水箱的下方伸入,脑袋与水之间有一层厚度为0.3mm的橡胶薄膜,水无法流出箱外。橡胶薄膜和白鼠脑袋之间充满医用超声耦合剂,用于将脑部血管产生的超声信号耦合进入水箱中。将麻醉后的白鼠妥当地固定在支架上,校准检测器的扫描平面,使之与白鼠的脑皮层血管位于同一平面上。整个扫描圆周上测量240组数据,步进角度为1.5°,在单个位置平均次数9次,测量时间共计24min。实验完成,麻醉药效过后,白鼠恢复正常。
3 实验结果和讨论
图3为测量得到的点源响应。图3中的响应曲线具有光声信号的典型N形结构。
图中A和C区域的光声信号分别由左右两组头发产生,中间B区域的是由矩形吸收体产生。
图4为水听器在水平位置(相对于图2c)时测量到的光声信号。图4中可以明显分辨出样品中各吸收体产生的光声信号。A和C是由两组交叉头发丝产生的光声信号,而C是由中间的方形吸收体产生的光声信号。超声在水中以1500m/s匀速进行传播,近似地计算出中间方形吸收体在这个方向上的长度为1.32mm,与实际尺寸1.2mm基本接近。
模拟样品的光声重建图像(见图5),重建图像中头发的细微结构和矩形吸收体的表面轮廓与样品的原始形状和位置都能够很好的吻合,说明实验系统能够有效地进行10mm深层组织下成像。仔细观察重建图像,可发现图像中的吸收体周围存在以吸收体为中心向外扩散的虚像,这是由于超声探头频率响应和光声成像系统的点扩展函数造成的[14]。此外,在光声成像图中,存在伪迹,产生原因是图像重建方法采用的是投影法。
a.光声重建图像,y=3截面上的灰度特性;b.在a中矩形部分的放大图
图6为重建图像中y=-3截面上的灰度特性曲线。实验中采用的黑色头发丝直径为70μm,在其灰度图像中,利用FWHM值来计算成像图中的头发丝直径,得0.1mm。
图7a为白鼠脑部血管分布光声重建图像。实验后,给白鼠注射过量麻醉剂,待白鼠死亡后剥离脑部皮肤的脑部血管照片(见图7b)。光声重建图像结果与实验后的照片吻合很好。成像图中,脑沟上的脑主动脉位置和形状和照片上基本一致,并且,重建图中标注的A、B、C和D这几根主要血管,在照片上都能找到对应的血管,位置、形状都完全吻合。
a.光声重建图像;b.实验后剥离脑皮层后的脑部照片
4 结语
本研究成功获得模拟样品和活体的白鼠脑部血管成像,证明采用光声成像技术进行脑部血管分布成像研究的可行性,以及光声成像系统的可靠性。
但就目前的研究水平而言,利用光声成像技术实现人体脑部的实时成像研究还有很多关键问题尚待解决,主要有以下两个方面:首先,信号的信噪比是影响成像质量的关键因素之一,根据成像部位的吸收特性选择合适波段的激励源,采用调制或锁频的方法提高光声信号的有效拾取是提高信噪比的有效途径;其次,现阶段的重建算法,基本没有考虑脑部的复杂结构,光声信号在这样的复杂结构中传输会产生畸变,因此,必图像重建算法需要加入畸变补偿,从而进一步完善以提高图像质量。此外,针对光声信号的特点开发出专用的多阵列探头也是进行光声实时成像的基本条件之一。
视觉成像技术 篇7
1 材料和方法
我院2010—07～2011—04对38例临床怀疑颈部血管疾病的病人进行TRICKS检查。男15例, 女23例, 年龄20～75岁。所有病例均使用GE Signa HDxt 3.0T磁共振成像系统, 采用GE公司8通道NV Array头颈联合相控阵线圈, 病人取仰卧位头先进, 扫描范围下缘应包括主动脉弓, 上缘包括Willis环, 先行冠状位 (Coronal) TRICKS蒙片扫描, 然后经肘静脉预埋的18～28G静脉留置针, 用Meorao双针筒磁共振专用高压注射器, 以2～3mL/s团注对比剂轧双胺 (Gododiamide) 注射液, 总的剂量为0.1～0.2mmol/kg, 后再用20mL生理盐水冲刷 (Saline flush) , 在注射对比剂的同时进行Cor TRICKS不间断动态扫描, 得到原始图像。所谓生理盐水刷是指在按一定流率对比剂注射对比剂结束后, 立即按相同流率注射一定量的生理盐水, 其作用主要是为了保证对比剂按照原先的流率继续被推进, 从而延长时间-密度曲线中峰值的持续时间, 保证增强效果。扫描参数为:重复时间 (TR) 、回波时间 (TE) 为最小值, 视野 (FOV) 32, 层厚 (Slice Thickness) 1.8mm, 扫描层数 (Scan Locs) 40, 反转角 (Flip Angle, FA) 25°, 频率编码方向S/I, 带宽 (Bandwidth) 62.50, 激励次数 (NEX) 0.75, 矩阵320×200, 蒙片扫描时间14s, 动态扫描时间52s。
颈部血管病变种类甚多, 可以根据具体需要在增强前加扫平扫T1WI、T2WI或脂肪抑制T2WI, 用以帮助显示动脉粥样斑块、血栓、周围的肿块等。将TRICKS扫描的原始数据传输到AW4.4后处理工作站, 应用Functool 后处理软件进行三位最大密度投影 (MIP) 、多平面重建 (MPR) 、表面遮盖显示 (SSD) 及容积再现 (VR) , 这样可以将不同时相的图像从任意方向和角度来观察、分析病变。其中MIP、MPR和VR更为常用。也可选用电影 (Cine) 方式播放得到颈部血管动静脉血管循环的全过程, 可得到与DSA相媲美的图像。最后得到的图像有两名经验丰富的诊断医生对图像进行评价和分析。
2 结果
经过TRICKS扫描的38例病人的颈部血管MRA成像均获得成功, 所有图像均能很好的显示颈总动脉、颈外动静脉和颈内动静脉的动脉流入期、动脉期和静脉期, 能够很好的动态显示颈部动静脉的结构和动静脉的充盈情况。特别是在显示动脉相时, 没有静脉污染, 这样对颈部血管的分析有重要的意义。通过分析其中发现单侧经总动脉狭窄患者8例, 双侧颈总动脉狭窄患者6例, 单侧颈内动脉狭窄患者7例, 双侧颈内动脉狭窄患者5例, 颈总动脉狭窄合并颈内动脉狭窄患者3例, 颈总动脉闭塞2例, 颈内动脉闭塞患者2例, 颈外动脉闭塞患者1例, 动静脉漏患者1例, 颈动脉瘤2例, 正常颈部血管患者1例。
3 讨论
TRICKS技术是CE-MRA技术之一, 是4D CE-MRA技术, 可以在较短的时间内完成较大范围的血管成像。它是采用最短的TR、最短的TE, 运用矩形FOV, 使用部分K空间椭圆中心填充技术、并行采集 (ASSET) 技术, 对扫描部位的血管进行连续扫描, 获得动态多时相动静脉的4D CE-MRA图像。 TRICKS技术与CE-MRA比较具有操作简单方便, 无需判断对比剂峰值时间, 可自动减影, DSA式动态多时相观察扫描区血管的血流变化情况, 有非常高的检查成功率。并可获得更高的时间分辨率和更高的空间分辨率的4D CE-MRA血管图像。TRICKS一次检查可获得从主动脉弓到Willis环的全部颈动静脉血管影像, 可避免动静脉血管的相互重叠干扰, 可清晰的显示侧支循环和血液反流、显示血管狭窄程度, 浅斑块等, 并可多次进行多部位血管成像。在AW4.4后处理工作站采用MIP、MPR, VR、Cine等多种后处理方法, 剔除重叠血管影, 重点得到病变血管, 以便于诊断。 TRICKS技术不但能够清晰的显示正常血管系统的解剖结构, 而且对于各种原因导致的血管异常同样清晰显示, 可以很好的提高血管性疾病诊断的准确性。TRICKS技术可以单独扫描或与常规平扫和增强扫描同时使用。 综上所述, TRICKS技术具有无创、对比剂更为安全、对比剂用量少、价格更便宜等优点。TRICKS技术是诊断颈部血管动静脉病变有效可靠的方法。TRICKS技术的发展和应用为临床诊断血管性疾病, 特别是动态观察血管病变提供了新的检查方法, 比CT血管造影更为准确, 能基本代替常规DSA检查。TRICKS技术是一种具有高检出率、高成功率、可靠、便捷的, 具有强大临床应用潜力的新技术。
关键词：磁共振成像,时间分辨对比剂动态成像,血管造影术,颈部血管
参考文献
[1]杨正汉, 冯逢, 王霄英.磁共振成像技术指南-检查规范、临床策略及新技术应用[M].北京:人民军医出版社, 2007, 227-248