63、医学影像技术：前列腺手术引导与胎儿超声标准平面检测

医学影像技术：前列腺手术引导与胎儿超声标准平面检测

在医学领域，影像技术对于疾病的诊断和治疗起着至关重要的作用。本文将介绍两种不同的影像技术应用，一是用于机器人辅助腹腔镜根治性前列腺切除术（RALRP）的磁共振 - 超声（MR - 超声）引导系统，二是利用知识迁移循环神经网络（T - RNN）自动检测胎儿超声标准平面的方法。

1. MR - 超声引导系统在前列腺手术中的应用

1.1 TRUS 数据采集

在前列腺手术中，经直肠超声（TRUS）数据的采集是重要的第一步。系统会自动控制 TRUS 换能器的旋转角度，并保存每张图像的位置信息。所有的 TRUS 体积数据是使用 214 元素、6 厘米长的矢状阵列采集的，发射频率为 9 MHz，成像深度为 5.6 厘米。通过围绕探头轴进行 90 度旋转扫描，以 0.2 度的增量获取图像，每个体积的图像采集时间为 45 秒。

1.2 TRUS - MR 配准

在手术前，放射科医生会手动分割术前 T2 加权 MR 体积中每个横截面上的前列腺腺体。为了从矢状体积中获取横截面，需要将术中 TRUS B 模式图像插值到 3D 网格中。然后，采用实时半自动算法对超声体积中的前列腺进行 3D 分割。该算法在近距离放射治疗中经常使用，是一种快速、一致且准确的 3D TRUS 前列腺腺体描绘工具。

基于 TRUS 和 MR 体积中前列腺的分割表面，构建二进制体积。通过主坐标轴变换将 MR 二进制体积与 TRUS 二进制体积进行刚性对齐（并缩放），然后对对齐后的 MR 体积进行变形以匹配 TRUS 体积。配准算法基于变分框架，最小化两个二进制体积之间的平方差之和，并对位移图进行弹性正则化。 </