醫(yī)學(xué)圖像三維重建

內(nèi)容概要

醫(yī)學(xué)圖像三維重建不僅能提高醫(yī)療診斷水平，同時(shí)還在手術(shù)規(guī)劃與模擬、解剖學(xué)教育和醫(yī)學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。本書針對(duì)大規(guī)模的醫(yī)學(xué)切片圖像數(shù)據(jù)集合，講解如何采用不同的三維重建算法，根據(jù)不同的應(yīng)用以及圖像質(zhì)量、繪制速度的差異，選擇不同的加速繪制算法。此外，本書還對(duì)數(shù)據(jù)量更大的數(shù)字人切片圖像數(shù)據(jù)集合的預(yù)處理、切片瀏覽和三維重建算法進(jìn)行了深入闡述。力圖通過(guò)對(duì)多種三維重建應(yīng)用的分析，使讀者對(duì)醫(yī)學(xué)圖像三維重建的算法和實(shí)現(xiàn)有更深入的了解與認(rèn)識(shí)，并能獨(dú)立從事相關(guān)算法的研究和軟件開發(fā)。本書可作為醫(yī)學(xué)圖像處理專業(yè)研究生的教材，也可作為從事醫(yī)學(xué)圖像處理、可視化技術(shù)研究應(yīng)用人員的參考書。

書籍目錄

前言第1章　緒論  1.1  醫(yī)學(xué)圖像三維重建的研究意義  1.2　醫(yī)學(xué)圖像三維重建的應(yīng)用  1.3　國(guó)內(nèi)外三維重建研究現(xiàn)狀  1.4　本書內(nèi)容簡(jiǎn)介第2章　三維重建算法概述　2.1　體數(shù)據(jù)三維數(shù)學(xué)模型　2.2　醫(yī)學(xué)圖像體數(shù)據(jù)    2.2.1  CT層片圖像    2.2.2　磁共振層片圖像　2.3　直接三維重建算法  　2.3.1　三維繪制模型　  2.3.2  圖像空間為序的直接三維重建算法　  2.3.3　物體空間為序的直接三維重建算法  2.4　間接三維重建算法    2.4.1  基于等值面抽取的三維表面重建算法    2.4.2　頻域體繪制技術(shù)  2.5　三維重建中的加速技術(shù)  2.6　本章小結(jié)第3章　三維重建中關(guān)鍵技術(shù)研究　3.1　Shear—warp投影算法原理    3.1.1　物體空間中基本視向的選取　  3.1.2　Shear—warp變換的因子分解　3.2　有序體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　3.3　體素分類的快速三線性插值  　3.3.1  分類插值的體素模型　  3.3.2　體素分類插值運(yùn)算量分析　  3.3.3　分類插值對(duì)三維重建效果分析比較　3.4　本章小結(jié)第4章　基于最大密度投影的血管造影算法　4.1　血管造影算法實(shí)現(xiàn)    4.1.1  CT層片圖像骨組織半自動(dòng)分割去除算法    4.1.2  采用傳統(tǒng)光線追蹤的最大密度投影算法的實(shí)現(xiàn)  4.2　傳統(tǒng)光線追蹤算法優(yōu)化分析    4.2.1  最大密度投影算法中簡(jiǎn)化流程可行性分析    4.2.2　采用多模式的最大密度投影效果比較    4.2.3  對(duì)MRl圖像血管造影結(jié)果條紋干擾的優(yōu)化  4.3　基于有序體數(shù)據(jù)的最大密度投影算法    4.3.1  最大密度投影算法的計(jì)算量分析    4.3.2　基于有序體數(shù)據(jù)最大密度投影算法的偽代碼    4.3.3　有序體數(shù)據(jù)的最大密度投影算法繪制速度比較分析    4.3.4　血管造影圖像質(zhì)量比較分析    4.3.5  頭部MRl層片圖像組血管造影結(jié)果    4.3.6  頭頸部MRl層片圖像組血管造影結(jié)果　4.4　本章小結(jié)第5章　基于等值面的三維表面重建  5.1　對(duì)等值面的三維表面重建算法分類  5.2　層片二維輪廓線三角形網(wǎng)格的表面重構(gòu)    5.2.1  二維輪廓線三角形網(wǎng)格劃分算法的描述    5.2.2  多分辨率三角形網(wǎng)格劃分算法實(shí)現(xiàn)    5.2.3  多分辨率三維表面重建結(jié)果  5.3　對(duì)等值面的直接三維表面重建算法    5.3.1　基于Shear—warp投影算法的直接三維表面重建……第6章　三維體數(shù)據(jù)的直接體繪制第7章　基于微機(jī)三維重建系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)第8章　數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集的預(yù)處理第9章　數(shù)字人數(shù)據(jù)集的三維重建第10章　數(shù)字人眼角膜三維表面重建附錄一　圖目錄　附錄二　表目錄　參考文獻(xiàn)　后記

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　醫(yī)學(xué)圖像三維重建的研究意義　　在過(guò)去的20年里，醫(yī)學(xué)圖像體數(shù)據(jù)的三維重建已經(jīng)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展成為一門新興的學(xué)科。20世紀(jì)80年代后，隨著醫(yī)學(xué)圖像成像技術(shù)的進(jìn)步，如計(jì)算機(jī)斷層（CT）掃描和核磁共振成像（MRI）能提供高分辨率的二維圖像，人們不能滿足僅對(duì)二維圖像做分析處理，越來(lái)越需要對(duì)二維圖像序列組做三維顯示。醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展為三維重建的研究提供了必要的物質(zhì)保障，而三維重建技術(shù)為醫(yī)學(xué)影像的應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支持和廣闊的應(yīng)用前景?！　〗?jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，醫(yī)學(xué)圖像三維重建已經(jīng)從輔助診斷發(fā)展成為輔助治療的重要手段。三維重建技術(shù)能充分利用CT、MRl等醫(yī)學(xué)圖像體數(shù)據(jù)，采用面繪制或體繪制的成像算法，可根據(jù)需要得到任意視角透視的三維投影圖像，便于醫(yī)生對(duì)人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。利用三維重建技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行處理，構(gòu)造三維模型，并對(duì)三維模型從不同方向投影顯示，提取出相關(guān)器官的信息，能使醫(yī)生對(duì)感興趣器官的大小、形狀和空間位置獲得定量描述。三維重建技術(shù)使得醫(yī)生能夠直觀、定量地察看器官的三維結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)圖像中原有的各種細(xì)節(jié)，從而幫助醫(yī)生作出正確的診斷。三維重建的結(jié)果可以生成并保存到一系列結(jié)果圖像幀，可按電影序列在線或離線反復(fù)回放，有利于對(duì)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)院。

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