基于多像素值提取优化的重映射方法构建肝脾破裂伤三维体绘制模型
2021-06-29蔡守旺王鹏飞
孙 坚,谭 珂,高 原,蔡守旺,王鹏飞
1 解放军医学院,北京 100853;2 解放军总医院研究生院 教育技术中心,北京 100853;3 解放军总医院第一医学中心 肝胆胰外科学部,北京 100853
利用CT等医疗探查设备获取数据信息并进行三维可视化建模,一直以来是医学图像领域的研究热点。在肝胆外科手术研究领域,对肝肿瘤的形态和位置进行自动或手动标注分割,其结果可方便开展三维可视化建模分析,进而确定手术方案并实现术中规划[1-3]。目前可视化建模的基本方法主要有移动立方体算法(marching cubes,MC)[4]、体绘制法[5]、多平面重建法[6-7]、最大密度投影法[8]、容积重建法[9]、有限元法[10]。Custodio等[11]提出了一种扩展的行进数据集算法,将MC中像素值的0、1标记改进为+、−和=,解决了拓扑结构划分和网格质量提升的冲突。De Sales Tsuzuki等[12]提出了一种基于传播的MC算法,采用开放边界条件进行循环以确定体元的迭代处理顺序,在高数据量的条件下保持了较高的运算速度。Gu和Kim[13]使用以CPU为核心的Bunyk算法优化了光线投射算法,使用逐像素的交集表以保证非凸网格的准确性。上述研究在成像算法方面取得了建设性成果,但在实际应用中存在一定的欠缺,如描述器官的受伤情况。在日常生活中,车祸、坠落、钝击等意外冲击造成脾损伤的发生率在腹部创伤中可达40%~50%,在腹部闭合性损伤中,脾破裂占20%~40%[14]。由于冲击会造成肝脾包膜破裂、实质裂伤,甚至门静脉、肝静脉受损,肝脾叶血肿、离断、异位、损毁,腹腔压力变化造成血肿,整体解剖结构发生改变,相较于正常肝脾或肝肿瘤等结构,其CT图像视野混乱,数据的分类、识别、标注易在实质损毁区域混淆,上述研究成果不能完全解决此类问题。……
