51、3D 医学成像技术全面解析

3D 医学成像技术全面解析

在医学领域，成像技术对于疾病的诊断和治疗至关重要。早期的医学成像多为 2D 形式，而随着技术的发展，3D 医学成像逐渐成为主流。本文将详细介绍几种主要的 3D 医学成像技术，包括 CT、PET 和 MRI。

1. 3D 医学成像概述

早期的 3D 成像多基于光学相机对可见表面进行成像，而 3D 医学成像的目标是对皮肤下的结构进行建模。常见的 3D 医学成像方式包括 CT、MRI 和 PET 等。尽管这些成像方式产生的是 3D 图像，但放射科医生最常用的查看方式仍是将其作为一系列 2D 切片。过去，医生会在灯箱上查看打印胶片，如今，通过图片存档与通信系统（PACS）在电脑屏幕上查看已成为常态。虽然以 2D 切片查看能探索完整的图像数据，但 3D 查看能提供更好的感知效果，现在大多数放射科医生已习惯在 3D 环境中导航和查看数据集。

除了上述主要的成像方式外，还有许多其他医学成像模态，如超声、核医学、热成像等，但本文主要聚焦于 3D 医学成像的基础知识。

2. 容积数据采集

在处理和分析 3D 医学成像数据之前，了解数据采集的相关问题非常重要。人体对光学成像大多不透明，因此医学图像必须使用其他物理过程来成像组织特性。不同的技术会对可成像的组织类型以及所获得的 3D 数据的质量（如对比度、噪声特性和伪影）产生显著影响。以下是几种主要的容积数据采集方式：

2.1 计算机断层扫描（CT）

CT 本质上是经典 X 射线的 3D 版本。其基本原理是通过从不同角度拍摄多个 X 射线投影，来求解 3D 体素的强度。具体来说，它先重建单个 2D 切片，然后让患者通过扫描平面收集多个切片