Bojarovski_slides
advertisement
Автоматическое построение трёхмерной геометрической модели по набору томографических снимков 461 группа, Бояровски Стефан Научный руководитель: Петров Александр, аспирант кафедры СП Введение • Компьютерное моделирование в медицине • Компьютерное зрение • Численный анализ http://www.lerner.ccf.org/bme/cobi/portfolio/images/fea-1.png http://www.cmbn.no/ottersen/img/IllustrasjonEngelsk.jpg 5/12/2012 http://aaiscs.com/LHBD/keyfindings/researchimagesanimations/MEG_fMRI.PNG 2 Введение • Томография http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/50/Comp uted_tomography_of_human_brain_-_large.png 5/12/2012 3 Сравнение методов визуализации Мозаика Объёмный рендеринг Полигональная модель Дополнительные вычисления Представление трёхмерной структуры Компьютерное моделирование Численный анализ 5/12/2012 4 Постановка задачи • Получение полигональной геометрической модели http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/50/Comp uted_tomography_of_human_brain_-_large.png http://iso2mesh.sourceforge.net/upload/Collins_mesh.jpg 5/12/2012 5 Действия автоматического подхода 1 2 3 Чтение DICOM набора Фильтрация Сегментация 5 4 Извлечение подизображений Выделение областей 8 7 6 Запись в OBJ файл Триангуляция Алгоритм Альфа-Форм 5/12/2012 6 Архитектура системы MinIntensity Qpoly Triangulation Import DICOM Hounsfield Fast Triangulation Export DICOM Segmentation Components Separation Export OBJ Image<T> Types Input / Output Filters Geometry Internal Modules External Components Insight Segmentation and Registration Toolkit (ITK) OBJ File format Point Cloud Library QPoly DICOM Standard 5/12/2012 7 Фильтры • Фильтр на основе шкалы Хаунсфилда Вещество HU Воздух −1000 Легкие −700 Мягкие ткани с −300 по -100 Жир −84 Вода 0 Кровь с +30 по +45 Мышца +40 Кость с +700(Губчатая кость) по +3000 (Плотная кость) x water 1000 water air 5/12/2012 HU Pixel Intensity * Rescale Slope Rescale Intercept 8 Фильтры • Сегментация на основе шкалы Хаунсфилда Слой КТ изображения 5/12/2012 Кости : 400 HU Легкие: -700 HU 9 Итеративный подход построения геометрии Фильтр + Сегментация Извлечение областей изображения Фильтр Хаунсфилда + Сегментация + Разделение несвязных областей 5/12/2012 10 Примеры работы алгоритма альфа-форм Количество точек = 579 928 5/12/2012 Количество точек = 192 584 11 Примеры работы алгоритмов триангуляции Fast triangulation of unordered point clouds search radius = 15.0 μ = 2.5 maximum nearest neighbors = 50 maximum surface angle = 45 degrees minimum angle = 10 degrees maximum angle = 120 degrees 5/12/2012 12 Примеры работы алгоритмов триангуляции An Integrating Approach to Meshing Scattered Point Data (error = 1e-005, quadric error metric = 2.0) 5/12/2012 13 Пример построения полигональной модели для анатомических объектов Слой КТ изображения 5/12/2012 Выделение костей Облако точек ( 121 030 точек ) 14 Пример построения полигональной модели для анатомических объектов 5/12/2012 15 Применения полигональной геометрической модели • • • • Био-механическое моделирование Численный анализ анатомических структур Виртуальная и симуляционная хирургия Комьютерная диагностика http://jessicaz.me.cmu.edu/medical _data/Heart_Valve_new.htm http://mds.clevelandclinic.org/Services/CoBi/Portfolio.aspx?n=468 5/12/2012 http://origin-ars.sciencedirect.com/content/image/1-s2.0S1350453305002249-gr2.jpg 16 Заключение • Разработан алгоритм построения геометрической модели по набору томографических снимков • Дальнейшие развития: – Привязка к конкретным частям тела – Алгоритмы сегментации (например, сегментация печени по Клоду Куино) 5/12/2012 17
