医学图像的处理及三维重建.ppt

1、医学图像处理与三维重建，医学图像处理与三维重建，医学图像技术的发展，医学图像处理的目的，医学图像处理的研究内容，医学图像技术的发展，现代医学图像技术的发展源于德国科学家伦琴于1895年发现的x光。伦琴发现x光后不久，x光就被用来检查人体和诊断疾病，形成了诊断放射学，为现代医学成像奠定了基础。伦琴发现了x光和分类医学图像。根据成像设备成像的是组织结构还是组织功能，医学图像分为两类，即医学结构图像和医学功能图像。医学结构图像：x光图像、计算机断层扫描图像、核磁共振图像、b超图像和其他医学功能图像：正电子发射断层扫描图像、功能磁共振图像等。CT成像设备、CT影像、MRI成像设备、MRI影像、PET成

2、像设备的发展特点，逐渐从模拟成像发展到数字成像技术，从组织的形态成像发展到功能成像，随着从平面成像(2D)发展到立体成像技术和动态成像技术(4D)，医学影像处理的目的是应用影像处理技术来处理医学影像。医学图像处理的目的是研究提取与人体相关的生理和病理信息，并将这些信息转化为直观的图像或对采集到的图像进行处理。正电子发射断层图像是医学图像处理的研究内容。医学图像处理的主要研究内容包括图像增强、图像恢复、图像分割、图像重建、图像配准和融合。三维重建，其定义、研究意义、方法、大脑和定义，医学图像三维重建是研究由各种医学成像设备获得的二维图像断层序列，以构建组织或器官的三维几何模型，并将其绘制和显示在

3、计算机屏幕上。三维重建的重要性和多层螺旋CT的应用使得以三维形式显示组织器官成为可能和必要。三维图像显示技术可以更好地显示数据和诊断信息，为医生提供逼真的显示手段和定量分析工具。三维显示还可以防止医生陷入二维图像的数据“海洋”，防止因过度浏览断层图像而导致的漏诊率上升。三维重建、表面绘制、体绘制、表面绘制和表面绘制等方法可以提供三维物体的表面信息。其基本思想是先将待显示的物体表面分割成体积数据，然后通过几何单位插值形成物体表面，最后通过光照和阴影模型进行渲染和消隐后得到显示图像。表面绘制和边界轮廓线表示方法：首先通过分割从二维断层图像中提取轮廓线，然后将每层对应的轮廓线拼接在一起，表示感兴趣对

4、象的表面边界。表面和曲面的表示：基于表面和曲面的表示方法是从轮廓重建物体的表面，并通过特定的算法用三角形或多边形面(或曲面)填充相邻边界轮廓之间的物体表面。经典算法，表面表面表示，经典算法：立方体，行进立方体，分割立方体，等等。表面绘制示例、表面绘制步骤、采集重构数据的边界轮廓曲线、表面绘制、设置图像颜色和阴影效果、设置图像光照效果、设置图像显示效果、表面渲染展示了表面渲染方法的优缺点。优点：可采用传统的图形渲染方法和现有的交互算法、图形硬件和图形设备，计算量小，运行速度快。缺点：3D数据字段中的一些细节可能会丢失，从而降低结果的保真度。体绘制，体绘制技术的核心思想是给每个体素分配一个不透明度

5、，让光线穿过整个数据场，并考虑每个体素对光线的透射、发射和反射。这里，体素将3D图像中的每个像素视为空间中的六面体单元。原则上，体绘制的步骤可以分为四个步骤：投影、消隐、绘制和合成。体绘制法、空间域法：在变换域直接处理和显示原始体数据的方法：将体数据变换到变换域，然后处理和显示，经典算法、基于空间域的经典方法：光线投射、Splatting、Shear-Warp等。基于变换域的方法包括频域体绘制、基于小波的体绘制等。体绘制步骤、重建数据的获取、重建数据的预处理、数据集的计算、显示平面上的累积投影、3D重建片段的构建、图像颜色、阴影和显示效果的设置、体绘制显示、体绘制方法的优点和缺点、优点：因为直

6、接研究了光线和体素在穿过体数据场时的关系，所以不需要构建中间平面。体素中的许多细节被保留，结果的保真度大大提高。就渲染结果而言，体绘制的图像质量通常优于表面绘制的图像质量。缺点：对硬件要求高，运行速度慢。不同算法的特点，脑的三维重建，目的：采集脑的横断面磁共振图像；编程实现大脑的三维重建；对重建图像进行对比分析，评价其临床应用价值。材料：万东一开0.36吨磁共振设备，Matlab7.0软件和一名志愿者。在重建步骤中，通过薄层和多次重复获得部分脑的17个横截面图像。将17幅脑横断面图像导入到Matlab软件中进行脑重建：分割脑(去除头皮和骨骼)；过滤(降噪)；插值(增加层数)；大脑的三维重建。图像分割前、大脑阈值分割、以及结合阈值和形态学的大脑分割(以第四幅图像为例)。分割图像，采用中值滤波方法对分割后的大脑横向图像(1-17)、1、3、2、4、6、5、7、12、11、10、9、8、13、17、16、15、14进行处理，并对重建的大脑进行滤波，部分大脑重建后不进行插值，部分大脑重建后