不同图像后处理软件的VR重组技术应用与研究

戴学标，刘 文，刘慧慧，王冬青，朱海涛

不同图像后处理软件的VR重组技术应用与研究

戴学标，刘 文，刘慧慧，王冬青，朱海涛

目的：比较AW及Syngo 2种图像后处理平台对MRI薄层图像数据VR重组的显示特点及诊断优势。方法：将2组40例不同检查部位的MRI薄层扫描图像数据通过网络分别传输至AW及Syngo图像处理工作站作VR重组处理，所得图像经多角度观察保存后评价其显示效果和诊断优势。结果：AW图像处理引擎的渲染效果及对微小病变的显示能力均优于Syngo。结论：对于临床影像检查3D处理中微小病变或难以明确的征象，可行2种处理软件分别处理观察，以提高诊断质量，减少漏诊率。

图像后处理软件；VR技术；MRI

0 引言

随着医学影像检查设备的日新月异，与之相伴的图像后处理软件的开发也从未停止过。由于不同的图像处理软件引擎算法和绘制方式都有各自的技术优势，加上运行平台的差异，实际临床图像处理效果也不尽相同。本实验以SIEMENS公司的Syngo Leonardo图像后处理平台（运行于Windows XP 64系统）及GE公司的AW图像后处理平台（运行于Linux系统）为例，数据源采用SIEMENS公司的Magnetom Trio Tim 3.0T磁共振的薄层图像，分别作VR技术重组后，结合横断面图像，比较2种后处理引擎的处理能力及对诊断质量的影响。

1 方法

1.1 一般资料

收集近3个月磁共振颅内血管成像MRA（TOF）及磁共振胰胆管成像MRCP薄层图像各20例作为数据源，40例患者在数据采集过程中均神志清醒、无异常，自主运动并配合至检查结束。检查扫描设备为SIEMENS Magnetom Trio Tim 3.0T磁共振仪，图像后处理平台一个是GE公司配套的Hp XW8400工作站，软件版本为AW4.4_07.11；另一个是SIEMENS公司配套的FUJTSU LEONARDO VD30B工作站，软件版本为Syngo VX49B。

1.2 检查参数

MRA（TOF）和MRCP图像的扫描参数不同，具体设置见表1。

表1 扫描参数

1.3 数据传输方法

修改AW工作站的主机网卡IP地址及子网掩码，并指定IP及AE Title，使其与MRI扫描主控计算机和Syngo Leonardo工作站位于同一网段内，并添加AW主机至MRI主控计算机，运行“Ping”命令检查确认网络的连接状况，确定连接成功后开始传输数据。将所获得的薄层数据源分别用AW和Syngo处理引擎作VR处理，根据不同显示部位的主体结构仔细调整至最佳阈值范围后，分别保存同一患者相同部位、相同角度的VR图像。

1.4 图像评价方法

对VR图像的量化评分，国内目前尚未有统一的标准。我们参照冠状动脉血管评分的部分内容，请1名副主任医师和1名主任技师分别对处理对象高、中、低阈值的显示主体作图像质量3级评分：3分标准为结构主体显示平滑，走行连续无中断，光渲染自然，像素映射逼真，无任何几何变形；2分标准为结构主体显示基本平滑，光渲染自然，走行连续无中断，局部轻度螺旋状伪影；1分标准为结构主体毛糙不平整，走行部分或完全中断，螺旋状伪影严重，像素填充缺失，无法给诊断提供更多依据。

1.5 统计学处理

采用SPSS13.0统计学软件进行处理。采用t检验比较计量资料，应用两独立样本的非参数检验比较图像评分，P〈0.05为有统计学意义。

2 结果

AW及Syngo软件处理平台对高、中阈值组织结构的VR处理能力无明显差异，AW4.4.2对较低阈值的主体能够充分显示细节，且光渲染自然逼真，无几何变形和明显像素丢失，阈值过渡区处理线性度高，体现了较大优势。具体结果见表2。

表2 40例图像不同阈值处理下的评分结果例

AW软件对颅内微小动脉瘤的处理及动脉圆锥的纤细分支的显示均为病变的定性诊断提供了更多帮助，对胆囊和胆管形态显示更加真实。如图1所示。

图1 VR处理效果（（d）图黑色箭头所指）

3 讨论

3.1 医学VR图像的实质

医学VR图像是基于体绘制或面绘制的人体三维计算机可视化技术，对人体横断面图像进行分析处理，从形态学角度对人体的三维结构进行高精度建模，寻找出空间转换律，实现二维空间对应点和三维空间位置及解剖结构的一致，从而准确地重现人体的三维结构。图像质量高低的关键在于处理软件所采用的重构核函数的精度。按不同重构核函数重构三维数据场再重新采样生成的图像，其质量是不同的。一幅完美的医学图像不应扭曲被测物断面的任何几何特征，必须保留其所有信息。

3.2 医学VR图像的优势

医学VR图像能够直观显示人体各组织器官及病变部位的三维形态信息，并可对病变进行定性、定量分析，使横断层图像信息不再孤立，大大地提高诊断的准确性，降低诊断的不确定性和手术的风险性，为医务人员的影像诊断工作提供更多支持[1-2]。

3.3 2种软件平台的特点

AW4.4.2平台功能较强大，应用插件较全面。在VR重组技术处理时，图像绘制算法精细，光学渲染效果自然而真实，数据采样准确，阈值处理范围线性度高，尤其对阈值较低的数据未曾遗漏和缺失，在低照度微小病变处理中体现了较大优势[3]。同时，其运行于资源占有率较低的Linux平台，也体现了相同硬件平台的速度优势。但其操作略繁琐，界面复杂，对于初学者需要一个适应过程。Syngo Leonardo V43B在实际VR技术处理中，高阈值部分数据处理平滑自然，映射较准确，但处理中低阈值数据时，会出现数据采样丢失、图像失真增加、部分结构出现截断现象、像素填充不完整。因其运行于Windows XP（64 bit）平台，该软件安装调试简便，界面友好简洁，常用功能键分布一目了然，对于一般的非精细组织结构的VR处理快速便捷。

3.4 医学VR图像的决定因素

三维可视化的真实性与测量的准确性都建立在原始横断层图像真实地反映人体解剖结构的基础上。三维成像质量与扫描成像参数的选择有着密切的关系。VR技术处理过程中，无论任何处理软件，操作者对阈值的把握始终至关重要，阈值选择不当会掩盖或丢失大量组织结构的解剖信息，从而造成假象和伪影。当阈值范围过宽时，密度较高的软组织会影响靶血管的观测；当阈值范围过窄时，末梢血管和小血管会被剔除，管壁密度较低部分会出现缺损的假象。因此，观察VR图像的同时，应结合横断面

（▶▶▶▶）（◀◀◀◀）图像和MPR图像进行诊断。合理的参数设置是在考虑扫描速度和图像质量等多方面因素后的折中。如何确定人体某部位最佳的扫描条件或成像参数，获得更高分辨率和更强真实感的三维图像，对影像技术人员来说，其探讨永无止境[4]。

3.5 软件版本因素

因受软件版本发布时间因素的影响及条件所限，以上软件的其他版本无法一一尝试，有待后续研究。

4 结语

随着医院网络化进程的日益普及，PACS已在很多医院建立并逐步完善起来，使得数字化图像的存储与传输极为方便[5-6]。在各级医院中，由于影像设备的生产厂商、设备类型、生产年代和软件应用平台及版本的差异性，各类扫描设备和图像后处理设备的软硬件未必做到直接通信及自由选择处理，如果能利用现有设备和网络，以最小的代价使之互联互通，对于临床影像检查后处理中的微小病变或难以明确的征象可行2种以上处理软件分别处理观察，充分发挥各处理平台的优势，取长补短，技术上互相渗透，以提高影像的诊断质量，更好地服务于患者。

[1]程燕，宋彬，宁刚，等.多排螺旋CT血管成像技术对肝硬化门脉高压侧支循环血管的评价[J].放射学实践，2009，24（6）：584-587.

[2]黄进军，张嵘，袁国奇.多层螺旋CT门静脉三维成像与临床应用[J].中国社区医师：医学专业半月刊，2009，11（22）：155.

[3]宁春玉.医学影像后处理技术的研究及其在X线影像优化中的应用[D].长春：吉林大学，2005.

[4]王建军.医学图像处理软件的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2004.

[5]吕婷，刘桂铃，杜海洲，等.虚拟现实技术在生物医学领域中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14（43）：8 099-8 012.

[6]禹正扬，何生，熊庆文，等.虚拟现实建模语言（VRML）在数字化医学图像中的应用[J].生物医学工程学杂志，2003，20（2）：222-228.

（收稿：2013-08-14 修回：2013-11-06）

VR recombinant technology with various image post-processing software

DAI Xue-biao,LIU Wen,LIU Hui-hui,WANG Dong-qing,ZHU Hai-tao
(Affiliated Hospital of Jiangsu University,Zhenjiang 212001,Jiangsu Province,China)

ObjectiveTo compare the characteristics and advantages of AW and Syngo image post-processing platforms for VR reconstruction in MRI thin scanning image data.MethodsTwo groups of 40 different MRI thin scanning images were transmitted to AW and Syngo image processing workstations for VR reformation through the network.All the obtained images were saved from multiple angles,and then were evaluated for the application to diagnosis.ResultsAW image processing engine behaved better than Syngo in rendering and diplaying tiny lesions.ConclusionW and Syngo image post-processing platforms can be combined for examining tiny lesions or unclear signs to enhance diagnosis and reduce missed diagnosis.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（10）：45-46，75]

image post-processing software;VR technology;MRI

R318；TP317.4

A

1003-8868（2014）10-0045-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.10.045

江苏大学医学临床科技发展基金（JLY20120172）

戴学标（1970—），男，工程师，主要从事计算机应用技术，医学装备管理、维修与教学方面的研究工作，E-mail：engineerdai@163.com。

212001江苏镇江，江苏大学附属医院（戴学标，刘 文，刘慧慧，王冬青，朱海涛）