概述 终末期肾病（ESRD）患者需要通过动静脉瘘（AVF）接受血液透析，血液透析患者的发病率和死亡率都很高，30% 的患者在第一年内要手术干预 AVF。功能良好的 AVF 始终要具有适合透析的高血流量，新内膜增生引起通路狭窄可能会导致血管通路（VA）失功。磁共振血管造影（MRA）、计算机断层扫描血管造影（CTA）和血管造影最常用于血管网络的 3D 成像，但依赖于熟练的操作员、昂贵的设备和静脉造影剂的使用，造影剂也可能会给 ESRD 患者带来副作用。 因此超声成为一个可行的选项，通过获取 B 模式切片并为它们分配全局位置和方向，空间对齐即可创建三维体积模型。这种 3D 自由式超声已应用于神经导航、乳腺癌放疗计划、脊柱成像及前列腺活检等。本项目开发了一种便携式 3D 自由式超声系统，可在临床环境中扫描患者的 AVF，重建和分析同一患者不同时间的脉管系统。本方法适用于需要在医院进行多次透析治疗的 ESRD 患者，监测高风险的血管通路失功。 亮点 使用自由式超声对动静脉瘘进行无创3D成像在 Simpleware 软件中重建和分析三维模型为 ESRD 患者提供监测血管通路失功的有效方法 图像获取 自由式 3D 超声系统由超声仪和线性超声波换能器（Mindray, L14-6NS, 14MHz, 38mm FOV）组成，换能器通过红外 3D 摄像机跟踪。在工作站笔记本电脑上运行 MATLAB 中的自编软件，启用图像用户界面实现扫描的可视化和质量反馈。为了进行必要的 3D 转换，需要校准确定追踪标记点到超声帧的空间和角度偏移，这些值的初始测量通过每个平面旋转运动的误差最小化得到了改善。大多数 AVF 患者每周至少要去医院进行 3 次透析治疗，本项目设计的扫描过程仅需要患者 5-10 分钟的时间，非超声医师也能够操作。 图1：自由式三维超声系统 图像处理 将处理后的切片图像堆栈导入 Simpleware ScanIP 软件，使用中值滤波去除噪声，通过基于像素强度的阈值分割技术获得脉管系统。在高密度的堆栈中，可以采用间隔地涂画切片并利用插值重建或者重采样的方法缩短分割时间。应用 Recursive Gaussian 平滑后，以 […]