3D TRUS图像驱动的前列腺自动三维重建法

本文主要探讨了"基于3D TRUS图像的前列腺三维形状重建方法"，发表在《计算设计与工程学报》第14卷第272~288页，2014年6月22日初次接收，经过修订后于同年9月11日接受。作者Tomotake Furuhata，Inho Song，Hong Zhang，Yoed Rabin和Kenji Shimada来自卡内基梅隆大学机械工程系，展示了他们在超声成像领域的一项创新。 研究背景表明，三维（3D）前列腺形状数据在前列腺癌的诊断和治疗过程中起着至关重要的作用。例如，前列腺体积与前列腺特异性抗原（PSA）水平相关，而3D形状数据相较于传统的二维测量（如横截面成像）能提供更精确的信息。在手术规划、术中导航以及术后评估中，3D形状数据都是不可或缺的，特别是在高精度技术如近距离放射治疗、冷冻手术和高强度聚焦超声（HIFU）疗法中。 研究方法提出了一种两步半自动的3D形状重建流程。首先，系统通过展示3D TRUS图像的任意方向横截面视图，让用户直观地查看和选取感兴趣区域。用户在这个阶段可以绘制部分或完整的轮廓，避免对轮廓位置进行不准确的手动猜测。其次，系统利用可变形球形模板来拟合用户指定的轮廓，从而自动生成前列腺的防水3D表面模型。这种方法的优势在于能够减少噪声和难以理解部分的影响，提高重建的准确性。 尽管TRUS图像可能存在斑点和阴影噪声，但研究表明，这种方法能够在短短五分钟内从这类图像中生成出高质量的3D前列腺表面，这对于实时的临床应用具有重要意义。 文章关键词包括：形状重建、前列腺、3D TRUS、超声成像、图像处理。总体来说，这项研究不仅提升了前列腺三维形状重建的自动化程度，还为医疗实践提供了更为精确和高效的数据支持，对于提高前列腺癌诊疗的精准性和效率具有积极的推动作用。