三维成像
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三维成像范文第1篇
近年来随着人们生活水平的改善，视神经管的患病数量逐年增加。视神经管骨折是视神经管病的常见并发症之一，且近年来亦有复燃趋势[1]。CT三维成像是影像医学的四大组成部分之一，其最主要优势是能较高特异性地显示骨折部位的改变，有利于疾病的早期诊断及特异性诊断。为探讨糖尿病合并肺结核的CT三维成像影像表现特征，提高影像诊断水平，特回顾性分析我院于2010年2月至2011年2月收治的20例视神经管骨折病人患者的影像资料，现报道如下：
1 资料和方法
1.1 资料分析我院于2010年2月至2011年2月收治的20例视神经管骨折病人（视神经管骨折依据我国眼科学会采纳的诊断标准），其中男性12例，女性8例；年龄33岁～79岁，平均年龄54.8岁；均应用多排螺旋CT和philips影像工作站检查，部分患者同时行高分辨SPECT扫描。
1.2方法对视神经管骨折病人进行CT扫描，扫描设备为philips16排螺旋CT机，扫描平面以鼻骨尖-前床突线为基线进行扫描，扫描范围从硬腭至额窦顶，患者取仰卧位。由2位具有丰富临床经验的医师参与所有患者的视神经管影像阅片，两组患者行视神经管常规SPECT扫描(10mm层厚及间隔)，少数病例病灶区局部行HRCT扫描（1mm层厚及间隔）,在philips影像工作站进行三维重建观察骨折的类型、大小、部位及视神经形态学改变，同时对视神经管外侧壁及上壁进行测量[2]。均分三次扫描。若2位医师出现结论不相符时，则由第3位更高资历医师参与阅片并最终形成统一意见。
1.3 统计学方法所有数据均采用SPSS13.0统计软件包进行处理，检验水准定为P≤0.05，计量资料用平均
数±标准差表示,比较均采用χ 2检验。
2 结果
依据吴喜等[1]提出的分类法，视神经管骨折分为5型：①粉碎型②凹陷型③线状型④混合型⑤嵌入型。本组20例中21只眼视神经管骨折，视柱骨折1例，内侧壁骨折9例，外侧壁骨折6例，多发骨折4例，上壁骨折3例。视神经管上壁长度为( 9．25±1.12mm) ，外侧壁长度为( 1 0 .14±1.65mm )。具体情况见表一：
表一视神经管骨折CT三维成像结果(n=22)
3 讨论
视神经损伤分为直接损伤和间接损伤,是颅脑损伤中常见和严重的并发症之一，约占颅脑外伤的0 .5％一4％。本组22只眼凹陷型 l0例占 4 7 ． 6 ％，线状型 5例占23．8％，粉碎型3例占13.7％，嵌入型2例占7.3％混合型2例占9.5％。以上视神经管骨折的CT结果显示，神经管骨折的直接征象为视神经管血肿、骨质连续性中断、骨折移位，间接征象为视神经增粗及蝶筛窦积液[3]。因此，早期发现视神经水肿增粗，视神经管血肿及骨折的病理改变，并及时进行治疗对预后尤其是对重型颅脑损伤而掩盖眼部症状的病人有着决定性意义。而目前国内外公认的视神经管减压三原则[4]：①视神经管全长开放②视神经鞘膜和眶口端增厚的环形行全程纵行切开③切除管壁周径的1／2肌腱。已往应用的常规眼眶CT扫描因漏诊率高尤其对上、下壁骨折漏诊率更高，因此已不能满足临床的诊断及复查要求。而philips16排螺旋CT机，扫描平面以鼻骨尖-前床突线为基线进行扫描，扫描范围从硬腭至额窦顶，对解剖结构尤其对细微结构显示较清晰，使微小的移位改变及骨折情况可准确地发现[5]，为视神经管减压治疗争得了时机，提高了治愈率。
总之，采用多排螺旋CT 和philips影像工作站对视神经管骨折区进行术前空间立体定位，可直观准确反映视神经管走行、骨折部位、相邻结构的损伤性改变以及上壁及外侧壁的长度，从而进行个体化治疗。
参考文献
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三维成像范文第2篇
摘要 目的 科学评估最大密度投影（ mip）法三期胰周血管三维成像胰周主要血管显示率及显示程度。方法 收集40例胰腺ct平扫正常人，于三期分别行mip法胰周 血管三维成像，评估胰周主要血管的显示率及显示程度。结果 胰周主要血管的显示率均大于等于95％，显示程度评分大于 等于2分。结论 mip法胰周血管三维成像能够较清晰显示胰周主要动脉和静 脉的形态、位置和走行。
关键词 增强；多层螺旋ct；血管造影术
1 材料与方法
1．1 临床资料 收集我院2004年9月～2005年1月ct平扫，胰腺正常且胰腺 及腺周血管显示清晰者40例。采用toshiba asteion msct（多层螺 旋ct），先行胰腺ct平扫，再行延迟25s、40s、60s全胰薄层增强扫描，即三 期扫描。三期包括：（1）动脉期（arterial phase，ap），（2）胰腺 期（pancreatic phase，pp），（3）门静脉期（portal ve nous phase，pvp）。层厚3．0mm，螺距6。造影剂使用优维显300 （300mgi／ml），用量2ml／kg，注射流率3ml／s，用高压注射器经肘静 脉团注。
1．2 读片记录 三期扫描获得的原始数据以1．5mm间隔重建后，传递到工作站，通 过最大密度投影法行胰周血管三维成像，由三名副主任医师资格以上的放射科医生采用双盲 法共同判断和评估胰周主要血管显示率并进行显示程度评分。胰周血管显示程度评分标准参 照文献报道［1］。
1．3 统计分析 由统计软件包spss11．0完成，以p＜0．05作为有显著 性差异的标准。
2 结果
表1 mip法胰周主要血管显示率及显示程度评分结果（略）
注：ct腹腔干，sa脾动脉，cha肝总动脉，pha肝固有动脉，sm a肠系膜上动脉，gda胃十二指肠动脉，ra肾动脉，pv门静脉，sv脾静脉，smv 肠系膜上静脉。
可见，动脉期mip法msct胰周血管三维成像可较清晰的显示腹腔干及其主要分支 、肠系膜上动脉、肾动脉的位置、形态和走行。门静脉期、胰腺期mip法胰周血管三维成 像可较清晰的显示门静脉、脾静脉和肠系膜上静脉的位置、形态的走行。在显示程度评分上 ，动脉期与胰腺期、门静脉期未见显著性差异，p＞0．05，t值分别为0．0 00和1．800。
3 讨论
msct胰周血管三维重建技术的价值和限度 螺旋ct血管三维重建技术是一种无创 性的血管成像技术，msct能在短时间内进行较长范围的容积扫描，又能获得高质量的重 建图像［2］，使这一技术呈现出前所未有的应用前景。其主要方法有vr、mip 、sd三种。其中，vr是较高级形式的三维重建技术，其应用价值已趋于共识，但其对密 度变化不敏感。mip可真实反映充盈造影剂的血管腔的形态结构，类似血管造影，在多层 螺旋ct血管三维成像中应用不如vr法广泛，其价值有待进一步研究。本次研究结果提示 ：mip法msct胰周血管三维成像可较清晰的显示胰周主要血管结构，且对密度变化敏 感，无意中发现了许多血管壁的钙化。文献报道［3］mscta能提高判断胰腺癌 侵犯胰周血管的准确度，为胰腺肿瘤术前治疗方案的正确制定提供有价值的信息。另有文献 报道［4］mscta在肠系膜缺血的诊断上也取得了一定的进展。可见，msct 胰周血管三维成像技术作为一种无创性的血管检查方法，能够较清晰的显示胰周主要血管结 构，有望为胰周血管性病变提供有价值的信息，取代有一定风险的诊断用dsa，具有很好 的应用前景和实用价值。
本次研究胰周细小动静脉的显示效果欠佳，难以清晰、完整的显示胰头动静脉弓。而胰 周小血管受侵的评价对胰腺癌可切除性的判断也十分重要［5］。胰头癌往往最先侵 犯这些结构，能早期准确识别其异常有助于胰腺癌的早期诊断和正确分期，为临床治疗方案 的正确制定提供依据，可见胰周血管三维成像也有一定的应用限度。mcnulty［ 6］报道cta可完整显示胰十二指肠上动脉与胰十二指肠下动脉吻合成的动脉弓。另有 报道［7］认为多层螺旋ct血管成像可以显示门静脉主干及其属支，甚至胰头静脉 弓的细小血管如胃肠干、胰十二指肠上前后静脉也可明确显示。此次研究胰头动静脉弓显示 不佳，分析原因可能与扫描层偏厚及所用的设备、软件和人种上的差异有关。但随着msc t技术的发展，扫描参数的优化，软件的开发，msct胰周血管三维成像必将成为一种更 实用技术，广泛应用于临床。
参考文献
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三维成像范文第3篇
【关键词】二维超声；三维超声；二维联合三维超声；诊断；乳腺癌
近几年，在食品安全问题、人们生活习惯、社会压力等因素的综合影响下，我国的癌症患者曾不断上升趋势，其中乳腺癌占癌症比例的8%左右，且呈逐年递增趋势，是目前女性常见的恶性肿瘤之一。对我国乳腺癌患者进行统计，其主要集中在北京、上海、广东等经济较发达地区，目前，乳腺癌已排至女性恶性肿瘤的前三位。但是，目前在医学方面尚无一个较牢靠的方法进行乳腺癌疾病的有效预防及治疗，那么能否尽早的发现乳腺癌并进行及时的治疗诊断与患者生存率紧密相关。近年来，随着科技的进步，医疗设备得到了快速的发展，在此背景下，一种能够有效诊断乳腺癌的二维超声及三维超声成像技术应运而生，此技术的诞生能够在早期检查出乳腺癌，故其在乳腺癌的预防问题上具有重要的现实意义。
1.乳腺癌的概念及其界定
上世纪七十年代，一些西方国家开始从临床角度对乳腺癌的预后进行探讨，并提出了乳腺癌的概念。但是，我国在乳腺癌的界定问题上与国内一直存在较大的争议，1992年，我国将0.6～1.0cm的肿块界定为乳腺癌判定标准[1]，但是目前在一些国外报道中，乳腺癌的界定大多以直径≤2 cm为准[2]。
2.乳腺癌的发病特点及其临床意义
乳腺癌患病率近年来一直居高不下，曾有外国学者[7]对280 例已进行手术的乳腺切除体进行统计分析，174例为乳癌，其中57例乳癌直径在2.0cm以下，117例在直径2.0cm以上。从现代医学观上看，乳腺癌的扩大生殖需从单个细胞分裂开始，至少经过近40次的倍增，才能发展到临床上所说的小肿块，其繁殖期大约为3年，在此时期，癌细胞有充足的时间进行转移。有学者[3]认为，当乳肿块直径在2.0cm以上时，一般情况下均可能影响到其它组织细胞，同时还会转移到淋巴组织，在这种情况下，即使进行了手术，但乳腺癌的术后复发几率较大。同时，若患者肿瘤直径诊断出在2cm以下时，无论淋巴组织是否发生转移，其5年总生存率可达91%。目前，乳腺癌肿块的大小已经成为了当今国际癌症协制定的乳腺癌TNM 分期系统中的主要因素之一，故其对早期发现并进行乳腺癌预防具有重大的现实意义。[4]
3.影像学中对乳腺癌的诊断方法
目前，在乳腺癌诊断中主要运用的检测技术有X 线检测、超声、MRI、CT等，以上几种检测技术在乳腺癌诊断中具有重要的作用，本章节分别对以上几种检测手段进行介绍：
（1）乳腺钼靶X线检测。该X线具有高超空间分辨力，对一些细微区域有良好的显现效果，尤其在一些初级病变及细小钙化部位显现效果突出，但其不易发现被掩体遮挡的致密度较高的肿块。大量研究表明，使用乳腺钼靶X 线在密度较高的中对乳腺癌进行检查，其检出率不高 [9]。
（2）MRI检测。该检测手段在软组织分辨方面表现尤为突出，并能有效判定淋巴结是否发生转移，能够弥补临床检查及钼靶X射线在隐性区域检出率较低的不足。其缺点主要表现为特异性不高、检测过程复杂、价格较高、空间判断力低。[5]
（3）CT检测。该检测手法分辨率高，在扫描诊断方面有较好的增强作用，其优势主要表现在对0.4cm以下的乳腺肿瘤有较高的分辨力。其缺点主要表现为耗时长、操作复杂、费用高、射线暴露多等等，故其难以成为在乳腺癌诊断方面的主要检测方法。[6]
（4）超声检测。该超声检测具有实时性强、检查区域广、放射性极低，重复性高，这在各年龄段乳腺癌患者检查方面具有较高的适合性，弥补了其它检测方法的不足，给患者带来了福音。同时，三维超声检测改善了以往超声在冠状面检查方面检测困难的问题，能够更准确的扫描出冠状面情况，有效呈现具有恶性肿瘤特性意义的“星芒征”，提供了更细致、更具体的形态学空间模式。它能够立体的呈现三维血流图像，多方位显示丰富的、延伸的血管三维图，最大程度的提供了鉴别乳腺癌肿块的信息，具有重要的临床意义，极大提高了乳腺癌诊断的准确性。[10]
4.三维超声联合二维超声在乳腺癌检测中的应用
4.1 乳腺癌二维超声诊断的主要特点
（1）乳腺癌肿瘤具有边界不清的特征
因其主要以浸润性生长方式进行繁殖，二维超声图像大多在外形上表现不规则，主要表现为刺须装、边界模糊，包膜完整性不足，周围通常具有高回声晕。曾红艳等[10]对180例乳腺肿块进行排查，其中直径在1cm以内的的癌灶边缘多呈刺须状，对于直径在1cm以上的癌灶周边多呈现恶性晕状，或刺须状与恶性晕状共存。王迎等[11]对59例乳腺肿块进行分析，其中直径在2cm以上的结果显示恶性组纵横比、周边模糊或刺须状、肿块内团状沙砾化发生率比良性肿块高出许多，也有研究[13]表明，当肿瘤较小时，良恶性肿块的二维声像图有时有很多交叉，其中存在少量恶性小肿块的边缘极为光滑且完整的现象，同样也存在一些良性肿块边缘模糊、形象不规则的情况。
（2）纵横比>1
恶性肿瘤纵横比大多都大于1，这是因为恶性肿瘤细胞在纵方向两端的癌细胞分裂速度远大于中心相对处于静止期的癌细胞分裂速度，故其常表现出周边突破腺体组织层往纵向生长的趋势，造成前后径向生长相对迅速。因此，乳腺肿块纵横比大于1是表现肿瘤良恶性的另一个重要特征[12]。
（3）轻微钙化
一般情况下，恶性肿块区域会呈现轻微钙化现象，这是因为其区域内存在营养不良现象，从而造成灶内细胞无法存活，而部分磷酸根从细胞内核酸分解出来，分解出来的磷酸根在细胞内钙离子及碱性磷酸酶的综合作用下生成磷酸钙盐，该钙盐为沉淀物。大多情况下，超声图像上乳腺癌内部大多表现为均质低回声，部分在低回声的特征下能察觉到固体小颗粒状小强回声点。大量临床试验表明，微小钙化是诊断乳腺癌最主要的依据。[13]
4.2 乳腺癌的三维超声诊断主要特点
（1）三维超声主要有机械式、手动式、二维超声换能器三种采集方法。在以上几种采集方法中采集速度最快的数二维超声换能器采集，是目前医学界广泛认可的具有较好发展前景的超声成像技术。
（2）三维重建容积成像的主要技术包括两种，分别为表面成像及透明成像。表面成像主要用在评估物体表面结构方面，能够得到空间性较详细的肿瘤表面信息；透明成像技术的运用不仅能够将脏器内部回声较强的部位较好的显示出来，又能够将组织边缘的灰阶信息有效保留，这能够让重建结构获得良好的空间感及透明感，对透明度进行强度调节能够有效显示出想仔细观察部位的结构及组织特征。三维超声技术是目前最先进的成像技术，它能够清晰展示出可疑结构的整体轮廓、表面特征，并采用目标移动诊断并进行病灶定位，能够对乳腺肿瘤内部结构及外部形态进行清晰呈现，包括肿块体积、内部回声及肿块周边情况，以及肿瘤周围组织联系，从而加大了良恶性乳腺肿瘤的诊出几率，为临床医生提供了更加准确完善的信息，以便其更好的制定出手术方案。[14]
综上所述，乳腺癌的恶性病变表现不明显，大部分为早期病变，容易在诊断上出现漏诊现象，故对此较好的办法只能进行早期的乳腺良恶性辨别。目前，在乳腺癌诊断方面最主要的检查方法便是二维超声及三维超声检测手段，在二维超声检测的基础上再进行三维超声检测，这对早期乳腺肿块的良恶性辨别具有极其重要的作用，笔者建议临床医师对乳腺肿块采用穿刺活检或跟踪随访。
参考文献
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三维成像范文第4篇
（1.国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073；2.中国94535部队，江苏徐州221000）
摘要：线阵三维SAR系统可实现对地面场景的三维成像，是近年来研究的热点，但受载机平台和实际条件的限制，其切航迹向分辨率难以提高。结合三维场景中的目标稀疏特征，提出了一种基于压缩冗余采样的线阵三维SAR超分辨成像方法。相比于匹配滤波成像方法，该方法需要较少的阵元数就可以进行超分辨成像，并且冗余基的采样结构使成像位置更加精确，在抑制旁瓣的同时大大提高了切航迹向的分辨率。仿真实验证明了算法的有效性。
关键词 ：线阵三维SAR；压缩感知；冗余采样；三维成像
中图分类号：TN911.7?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）16?0076?05
收稿日期：2015?04?20
基金项目：中国博士后科学基金（2014M562647）
0 引言
线阵三维SAR是一种典型的阵列SAR，工作于下视模式，其基本原理是在运动平台上垂直于运动方向放置一个线性阵列天线，通过平台运动合成虚拟面阵天线获得面阵平面内的二维分辨率，并结合脉冲压缩技术获得雷达视线方向高分辨率，从而实现对观测场景的三维成像[1]。线阵三维SAR 可以消除传统机载侧视SAR 成像时的阴影效应和顶底倒置现象，并且能解决二维SAR图像的叠掩、透视缩短和阴影等失真问题，全方位地还原真实场景，更加客观全面地反映地面信息[2]。然而，线阵三维SAR成像的难点在于机翼的结构和载荷限制了阵元的分布和数量，往往只能采用稀疏非等距天线进行布阵，此时阵元数不再满足Nyquist 采样率[3]，导致传统的成像方法质量下降。
目前，大部分超分辨成像方法都是采用谱估计的技术，例如，旋转不变子空间（ESPRIT）[4]算法和多信号分类方法（MUSIC）[5]等。但是，由于上述的谱估计方法必须满足Nyquist 采样率，因此不适用于稀疏非等距的天线布阵方式。
近年来，一种新兴的压缩感知（Compressed Sens?ing，CS）理论使得信息理解和获取等方面发生了革命性的变化，引起了信号处理领域的研究热潮[6?7]。CS 理论指出，只要信号是可压缩的或在某个变换域是稀疏的，在满足有限等距性质的条件下，就可以用一个与变换基不相关的观测矩阵将变换所得的高维信号投影到一个低维空间上，然后通过求解一个优化问题就能重建原始信号[6]。CS理论突破了香农采样定理的瓶颈，能够有效地降低雷达成像系统的原始数据率，给线阵三维SAR超分辨成像带来巨大变革。结合线阵三维SAR场景中目标的稀疏特征，本文提出了基于压缩冗余采样的线阵三维SAR 成像方法。相比传统匹配滤波方法，减少了阵元数并大大提高了切航迹向分辨率。相比于传统的CS适用的正交基，冗余基的结构提供了更多的采样点，使成像结果更加精确。
1 压缩感知基本理论
压缩传感理论指出，当信号在某个正交基函数下可稀疏表示或者可压缩时，可以通过远低于Nyquist采样率的测量数据实现信号的重构。例如，信号x ∈ RN 在某正交基Ψ 下可以稀疏表示为如下的形式[8]：
式中：a 是信号x 在基Ψ 下的系数向量，并且只有K 个元素是非零的。
在CS 稀疏信号处理中，对信号x 的观测是将x 投影到一组低维的测量矩阵Φ = [φ1 ] ,φ2 ,?,φN ∈ RM × N中，测量表达式为：
式中：矩阵Θ 称为a 的测量矩阵。由于测量矩阵的维数M 小于信号x 的维数N ，这是一个病态线性的问题。文献[9]指出如果矩阵Θ 满足RIP性质和非相干性质，那么可以通过求解?1 范数下的最小化问题来求解向量a ：
求解上述问题可以采用贪婪遗传算法、凸追踪算法和组合算法等[10]。
2 线阵的三维SAR 成像模型
线阵三维SAR系统一般采用多输入/多输出（Multi?ple Input Multiple Output，MIMO）线阵，如图1 所示，工作于下视模式，采用多发多收的阵列结构。其中，高度向是雷达波束照射方向；沿航迹向是载机的航行方向；切航迹向是机翼方向，即高度向和沿航迹向组成平面相垂直的方向[5]。
假设机翼上方向上安置N 个发射阵元，排布于机翼两侧，M 个接收阵元，其基于相位中心近似（PhaseCenter Approximation，PCA）原理[11]的等效阵列为均匀分布的收发共用T/R 的线阵，阵列中心位于原点，阵元数为NM ，间隔为d 。载机飞行高度为H ，沿x 轴以速度v 飞行，发射信号的中心频率是f0。高频激励下，目标可采用Swerling模型，解调后的回波信号可表示为：
式中：?q 为第q 个目标的散射系数；t 表示快时间；u表示慢时间，rnq 是回波历程，表示第n 个等效雷达阵元到第q 个点目标的距离。
在点目标位置(x ) q ,yq ,zq 确定的条件下，阵元的二维位置yn (u) = yn ,zn (u) = H 不随u 的改变而变化，因此，对回波距离公式作泰勒展开，并约掉高次项，得到：
由图1可知，线阵三维SAR相比于传统二维SAR的区别是在机翼方向上布置了多个阵元。在成像处理方面，三维RD算法是对每个阵元的回波进行高度向和沿航迹向的压缩处理，然后将等效个回波信号叠加后经过切航迹向聚焦而成[12]。各个方向上的压缩过程都是与匹配函数相乘滤波的过程。切航迹向完成聚焦后，每一个方位?距离向单元的信号为：
3 成像算法
3.1 构造压缩感知模型
对于传统SAR 二维成像，其本质是三维真实场景投影到二维平面进行成像，因此在大多数情况下投影平面上的目标是不稀疏的。然而，线阵SAR 三维成像是直接对三维场景空间目标进行三维成像而不经过投影。由于大气空间中不包含散射点，只有少数不同切航迹向的散射点存在于同一个方位向?距离向单元中，因此，在同一等高面上的目标点是稀疏的[13]，可以采用压缩感知的算法进行超分辨成像。
根据式（6），经过切航迹向聚焦后的信号可以写为矢量形式：
为零，方差为σ2 的高斯白噪声。然而，由于机翼结构和载荷的限制，阵元之间不满足等距排列，并且间距d 大于信号波长的一半。因此，为了降低硬件系统的成本并获得更长的孔径长度，采用稀疏非均匀阵列的方式采样，这样既可以减少天线阵元的个数，又可以降低旁瓣的影响[14]。稀疏非均匀阵列结构如图2所示。
由图2可知，稀疏非均匀阵列可以由均匀阵列在相应阵元位置的采样M 行得到，相应的采样矩阵为：
为了获得良好的重构效果，只要重构个数满足M ? O(Q log(N )) x Q ，便可进行精确重构。因此，稀疏非均匀阵列的信号模型可以改写为：
时，就转化成为等距阵列的信号模型。
根据式（3）的理论，可将上述问题转化为求解?1 范数最优解的问题。本文选取正交匹配追踪算法对信号进行优化重构，求出最优的稀疏解。
3.2 冗余结构采样
事实上，解调信号经过压缩之后可以视为许多正弦信号的叠加，并且是稀疏的。为了从较少的测量数据中求解最优信号，传统的CS算法使用DFT基作为正交基，如式（8）中的a 。但一般来说，只有当散射点的位置与正交基决定的采样点位置重合时，即：
才满足求出最优的稀疏解的条件。然而，当散射点不落在采样点的位置上时，即yq? ym ,ym = [y1 ] ,y2 ,?,yNx，成像结果使点目标落在与其最近的采样点上，这样会出现较大的误差，成像效果受到很大的影响。
为了提高成像质量，采取冗余结构作为正交基。由于DFT是DTFT采样得到的，对DFT进行插值，参照DTFT的结构[8]，得到更加密集的采样点，使散射点落到采样点的概率更大，这样散射点的成像位置更加接近于真实值。
冗余因子可以表示为C = ρy df∈ N+ ，其中ρy 表示切航迹向的分辨率，即就是DFT基的空间采样间隔；df表示冗余基的空间采样间隔。那么，稀疏非均匀阵列的感知矩阵A 可以表示为：
式中Δ = 2π CNx 表示频域采样间隔。当C = 1 时，表示传统的DFT 基结构。图3 显示了采用传统DFT 基和冗余结构下的重构误差对比图。
4 仿真实验
为了验证本文提出基于压缩冗余采样的线阵三维SAR成像算法的性能，利用点目标仿真实验进行分析。
仿真参数如表1所示。
根据以上的仿真数据，切航迹向的分辨率为：ρy = 10 m 。
为了研究冗余因子对超分辨成像效果的影响，从等距阵列中随机抽取25%的阵元进行成像，图4显示的是冗余因子对切航迹向点扩展函数的影响。从图中可以明显看出，C = 10 的点扩展函数更加规整，但是主瓣宽度明显增加。
图5~图7显示的是点目标的三维成像结果，从图像可以看出，RD算法产生了非常明显的旁瓣，并且无法分开邻近的目标点。当冗余因子为1时，压缩感知也不能将邻近的点目标分开。而当冗余因子为4时，压缩感知算法不仅区分出了点目标，而且大大降低了旁瓣的影响。图7给出了不同条件的噪声对信号重构误差的影响。从图中可以看出，C = 1 和C = 2 的曲线基本上相同，说明冗余因子增加1对于压缩感知的结果没有太大的影响。而噪声对C = 4 的误差整体上小于C = 10 ，说明压缩感知重构效果好坏和冗余因子的大小不成正比。通过点目标的实际位置可知，散射点正好全部落在C = 4定义的切航迹向采样点上，所以使其重构误差最小。不同噪声对信号重构误差的影响见图8。
5 结语
针对线阵三维SAR阵元数量和分布受制于机翼长度和载荷的问题，本文采用了稀疏非等距阵元的排布方式，并阐述了一种基于冗余采样压缩感知的线阵三维SAR 超分辨成像方法。仿真实验证明了该方法的有效性。相比于传统的匹配滤波的方法，压缩感知的方法对旁瓣进行了明显的抑制。相比于传统的正交基，冗余结构的正交基提供了更多的采样点，提高了成像精度。本文提出的方法理论上不需要对原有系统进行较大的改进，通过冗余的方式可以得到较好的处理结果。然而较大的运算量是压缩感知成像处理的缺点。但是随着信号处理技术的发展，相信压缩冗余采样在线阵三维SAR超分辨成像领域有着广阔的应用前景。
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三维成像范文第5篇
关键词：胆管造影术；胰胆管梗阻；多排螺旋CT胰胆管三维成像；MR胆胰管水成像
胰胆管梗阻疾病是消化科常见疾病，患者主要表现为梗阻性黄疸表征，多是由于该部位的结石或者肿瘤病症所致[1]。患者多需要进行手术治疗改变相应的病症情况，因此需要结合影像学技术对患者的胆管系统有明确显示，了解其解剖结构的同时对官腔内外情况有详细的了解，同时对术式以及手术后转归情况有很重要的影响[2]。本研究对一段时间内在我院诊治的胰胆管梗阻性疾病患者进行多排螺旋CT胰胆管三维成像和MR胆胰管水成像诊断效果进行分析对比，取得了令人满意的效果，现对此做相关报道。
1 资料与方法
1.1一般资料 选取2014年1月～2015年12月在我院接诊治疗的胰胆管梗阻性疾病患者50例作为研究对象，其中男性患者35例，女性患者15例，患者年龄在40～80岁，平均年龄为60.6岁，其中28例患者为肿瘤类疾病，其中15例患者为胰腺癌、13例患者为胆管癌，22例患者为非肿瘤类病变，其中18例患者为胆管结石，另外4例患者为胆管胖淋巴结压迫所致梗阻。
1.2方法 对患者进行常规的多排螺旋CT胰胆管三维成像和MR胆胰管水成像检查，患者进行腹部增强CT扫描采用GE公司Brightspeed 16层螺旋CT对动脉期、门静脉期以及平扫期三期扫 描[3]，患者在检查前需要空腹6 h，在扫描前半小时口服对比剂后对十二指肠和邻近空肠进行扫描，对怀疑有胆总管结石的患者可不服用对比剂，在扫描过程中要采用仰卧，同时进行均匀屏气。采用35%碘海醇100 ml作为血管对比剂，控制速率3.0～3.8 ml/s进行肘前静脉推注。完成扫描后重建门脉期数据，层厚0.625 mm，采用多平面重建、容积在现、曲面重建及最大密度投影等方法进行数据重建，然后对所得图像进行分析进行诊断[4]。MR胆胰管水成像检查，使用美国GE公司OPTIMA MR360型1.5T超导型MR成像设备。患者在检查前空腹6～8 h，结合8通道相控阵线圈进行扫描，应用腹部相控阵表面线圈，常规行轴位和冠状位T2WI（TR/TE：7826/91，层厚8 mm，矩阵320×224，FOV=38x38），MRCP采用FR-FSE序列扫描（TR/TE：6667/889，层厚7.5 mm，矩阵256×192，FOV=36×36），沿胆管长轴取斜冠位，每次屏气，然后对患者进行膈顶至肝下缘部位的轴位扫描得到相应的扫描图像[5]。同时对患者进行肝内外胆管、胆囊以及胰腺部位进行多平面重建，病灶部位则进行曲面重建。对得到的扫描图像进行观察和数据采集分析，由两名资深影像诊断医师进行图像分析，并且对病变部位和性质进行确定。梗阻根据其部位分为四段，分别为肝门段、胰头上段、胰头段、十二指肠段，结合患者的手术病理检查结果分析对应的诊断准确性。
1.3统计学处理 采用SPSS 20.0软件包对数据进行分析统计，计量资料采用平均值表示，计量资料和计数资料的组间比较采用t检验和χ2检验，P
2 结果
所有患者均一次成功完成CT和MR检查，结合手术病理检查结果分析显示多排螺旋CT胰胆管三维成像的诊断准确率为96.0%（48/50），2例胆囊颈管病变患者漏诊，MR胆胰管成像的诊断准确率为90.0%（45/50），5例十二指肠段病变患者误诊为胆总管胰头段病变，其诊断准确性均无统计学差异（P>0.05）；在定位诊断中其符合率分别为86.0%（43/50）、80.0%（40/50），其诊断定位结果无统计学差异（P>0.05），见表1。
3 讨论
在胰胆管疾病的临床诊断中采用高质量的内镜进行逆行胰胆管造影是诊断的金标准[6]，但是由于检查方式有创，目前临床常规检查采用CT或者核磁共振，但是在胆管系统管状结构的轴位显示不是很清晰全面[7]。核磁共振胰胆管水成像技术，无需造影剂，无插管痛苦，无X线辐射可直接成像，能够立体展现梗阻病变的敏感性，其临床接受度较高；但是其也有一定局限性，如呼吸运动影响图像质量，三维重建图像可掩盖小的病变，大量腹水的患者效果不佳等。近年来，多排螺旋CT胰胆管三维成像得到越来越多的应用，其图像层次越来越清晰，同时分辨度有所提高，重建所得图像的清晰度也有很大的提升。MR胆胰管水成像对管壁及其周围组织的显影检查，部分患者容易出现误诊，尤其较为容易误诊为外压性狭窄，MR胆胰管水成像的影像信息较为丰富，其在管壁轮廓以及腔内结构方面有较好的显示，有助于临床医师对病灶部位的信息采集。而多排螺旋CT胰胆管三维成像的影像信息层次更为丰富，解剖结构清晰，其密度分辨力较高，对管内外病变有较好的区分，其图像更为容易读懂，因此两种影像技术联合应用互补有无，联合诊断能更进一步提升诊断准确性。
本研究结果显示多排螺旋CT胰胆管三维成像的诊断准确率为96.0%（48/50），2例胆囊颈管小病变患者漏诊，MR胆胰管水成像的诊断准确率为90.0%（45/50），5例十二指肠段病变患者误诊为胆总管胰头段病变，其诊断准确性均无统计学差异（P>0.05）；在定位诊断中其符合率分别为86.0%、80.0%，其诊断定位结果无统计学差异（P>0.05）。因此，在胰胆管梗阻性疾病的临床诊断中多排螺旋CT胰胆管三维成像和MR胆胰管水成像均有较高的诊断准确性，而采用多排螺旋CT胰胆管三维成像有更好的临床应用性，是MRCP检查的一种有效补充。所以，2种方法结合使用，不仅有助于提高定性准确度，而且能提供临床更充分的参考信息。
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