医学图像处理三维重建 ppt课件

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医学图像重建PPT课件

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一 图像重建概述
不同密度体对射 线的吸收不同
对射线吸收相同的 物体,密度分布不 一定相同
入射线
高密度体
少透射
入射线
低密度体
多透射
入射线
6ห้องสมุดไป่ตู้
222
入射线
6
141
等强度射线穿透不同组织的情况
投影重建时需要一系列投影才能重建图像。
一 图像重建概述
➢ 分类:
➢ 根据被用于图像重建的数据获取方式不同,可以分为透射 断层成像、发射断层成像和反射断层成像。
插值法:
▪ (一)基于图像灰度值的插值方法,如最邻近法、线性插值、样条插值等 ,它是在原始灰度断层图像序列中,补充若干“缺少”的切片,这些插值方 法插值精度不高,产生的新断面通常会出现边缘模糊,由此重建出的三维 真实感图像表面会产生伪像,当断层间距较大时这一点尤其明显. 造成这 种情况的主要原因是这些方法没有考虑到物体几何形状的变化.
二 医学CT三维图像重建
➢ 投影切片定理给出了图像在空间域上对X轴的投影与 在频率域u轴的切片之间的关系。
➢ 如果投影并非是对X轴进行,而是对与空间域的X 轴成 任意的角度θ的方向进行投影,是否频率域上存在与u 轴成相同的θ角度方向上的中心切片与之相等?
➢ 回答是肯定的,二维傅里叶变换的旋转定理。
3) 为了增强三维逼真效果,突出显示不同组织的边界面,可以采样表面 并进行明暗计算。
➢ 根据成像所采用的射线波长不同,可以分为X射线成像、 超声成像、微波成像、激光共焦成像等。
二 医学CT三维图像重建
(1)现实意义
在医疗诊断中,观察病人的一组二维CT 断层图像是医生诊断病情的常 规方式. 现有的医用X 射线CT 装置得到的序列断层图像,虽能反映断层内 的组织信息,但无法直接得到三维空间内组织的形貌(如肺部肿瘤的表面 纹理) 和组织间相互关联的情况,而临床上组织形貌对组织定征(如肿瘤的 恶性或良性判断) 却是十分重要的. 仅靠CT 断层图像信息,要准确地确定 病变体的空间位置、大小、几何形状以及与周围组织之间的空间关系,是 十分困难的.因此迫切需要一种行之有效的工具来完成对人体器官、软组 织和病变体的三维重建和三维显示. CT 三维重建技术就是辅助医生对病 变体和周围组织进行分析和显示的有效工具,它极大地提高了医疗诊断的 准确性和科学性。

《图像重建》PPT课件

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问题:能否从投影中恢复原图? 答复是肯定的。
一条射线沿S方向穿透物体,投影轴与X轴夹角为θ,建立s、t坐标系,(t,s)与(x,y)关系如下式:
x
t
y
s
Pθ(t)
θ
X射线
沿射线积分组成投影 :
物理上X射线到人体有个衰减过程: u(x,y)为x,y点的衰减 Nin :入射X射线(光子)强度 Nd :X射线穿透物体后被检测到的射线强度 u(x,y):反映了人体各部组织的性质,在空间上的分布就形成了人体 各部组织的图象,所以u(x,y)实质上反映了图象灰度分布f(x,y)
x
y
θHale Waihona Puke uv由付氏变换旋转不变性: 得: S (w) = F(w, ) = F(u,v) (一般的S(w)=F(u,v)的证明) 证:f(t,s)是f(x,y)在t,s坐标上为函数
x
t
y
s
θ
u
ω
v
θ
实现流程: 极坐标 直角坐标

将①带入上式,可得到采样点上的值:
k = 0,1…N-1 共N个(即实际投影范围有限)
3、
当w→0时,G(w)~|w|
4. 当ε→0时,G(w)≈|w|
讨论: 取样点N大则τ小;N小则τ大,混迭严重。 因P(T)有限范围,S(W)为无限带宽,混迭必然。 实现方法多种多样,取决于速度与精度,投影个数,K有关。实用为弧面,几何关系更复杂一些。
目前拓展、超声CT、放射性同位素正电子CT、质子CT。 CT其它领域:电子天文学、电子显微镜。
9.3 滤波——逆投影法 极坐标F的付氏反变换:
F(ω,θ)
v
u
θ
v
u
π

医学图像处理三维重建 ppt课件

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医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
• 正确读取DICOM图像后,通过选择合适的
窗宽、窗位,将窗宽范围内的值通过线性 或非线性变换转换为小于256的值,将CT图 像转换为256色BMP图像。
医学图像处理三维重建
• 图像增强就是根据某种应用的需要,人为
地突出输入图像中的某些信息,从而抑制 或消除另一些信息的处理过程。使输入图 像具有更好的图像质量,有利于分析及识 别。
• 在提取边界时,首先采用逐行扫描图片的办法,
通过比较相邻点的像素值,找到图片边界上的一 个点,作为切片边界的起点。然后从边界起点开 始,逐点判断与之相邻的八个点,如果某点为图 片的边界点则记录下,并开始下一步判断,直到 获得所有的边界点。
医学图像处理三维重建
• 重建数据的采集 • 边界轮廓曲线表面绘制 • 设置图像的颜色及阴影效果 • 设置图像光照效果 • 设置图像的显示效果
缘检测的要求比较高;
• 而体重建直接基于体数据进行显示,避免了
重建过程中所造成的伪像痕迹,但运算量较 大。
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
• 为了有利于从图像中准确地提取出有用的
信息,需要对原始图像进行预处理,以突 出有效的图像信息,消除或减少噪声的干 扰。
• 图像格式的转换与读写 • 图像增强

第7章常见的医学图像三维重建软件92精品PPT课件

第7章常见的医学图像三维重建软件92精品PPT课件

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第7章 常见的医学图 像三维重建软件
7.1 医学图像三维重建简介
提 7.2 医学图像三维重建软件简介 要
要点
本章要点
了解医学图像三维重建技术的国内外研究现状。

熟悉三维重建的过程。

熟悉医学图像三维重建软件。
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教学 设计
曲面建模模块 (+NURBS Module)
/computer
7.2.3 3D-DOCTOR软件
3D-DOCTOR由Able Software公司开发,是先进的三维
建模、图像处理和测量软件。其主要应用于MRI(磁共振
成像)、CT(计算机断层扫描)、PET(正电子计算机
断层扫描)、显微镜技术图像、科学研究和工业领域的
《 图像处理。

3D-DOCTOR软件界面
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7.2.4 Amira软件
Amira是Visage Imaging公司出品的一
个功能强大的、多方面的工具软件,用
于对数据进行可视化、操纵控制。
2.Mimics软件建模的基本步骤


Mimics软件建模 基本步骤
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7.2.2 Simpleware软件
Simpleware软件是Simpleware公司的一款3D图像数字
建模与有限元分析软件。它可以全面处理3D图像数据

CT三维重建技术临床应用PPT课件

CT三维重建技术临床应用PPT课件
第二对角支动脉瘤
第21页/共80页
冠 状 动 脉 动 静 脉 瘘 C TA 表 现
右冠状动脉窦房结支—肺动脉瘘显示
第22页/共80页
头 颈 部 C TA 的 成 像 技 术 与 应 用
多 层 螺 旋 C T 的 头 颈 部 C TA 检 查 是 一 种 无 创 、 快 速 、 安 全的头颈部血管病变的检查方法,作为头颈部血管病变的筛 选手段,可同DSA检查相媲美,可在很大程度上取代有创的 DSA检查。
第27页/共80页
先 天 变 异 的 C TA 表 现
左侧椎动脉先天缺失
第28页/共80页
头颈部动脉粥样硬化
左侧颈内动脉钙斑
第29页/共80页
头颈部动脉粥样硬化
双侧颈内动脉硬斑、钙斑并局部血管狭窄
第30页/共80页
头颈部动脉粥样硬化
双侧颈总动脉近段、中、远端、双侧颈内动脉近、远端钙斑形成
第31页/共80页
常使用最大密度投影法(MIP)、最小密度投影法 (MinP)、表面覆盖法(SSD)、多曲面重建(MPR)、容积 再现法(VR)或血管专用软件等重组技术显示图像。通过 测量感兴趣区血管最高值和最低值,定出相应的阈值,通过 编辑软件减去软组织、骨头、静脉或不相关的动脉,在不同 的角度对图像进行观察、分析。
第44页/共80页
主动脉夹层显示
第45页/共80页
主动脉夹层显示
第46页/共80页
主动脉瘤显示
第47页/共80页
肺动脉栓塞
右肺动脉干远段、右肺上叶支及左肺上叶、舌叶、下叶分支栓塞
第48页/共80页
肺动脉发育不良
右侧肺动脉先天发育不良
第49页/共80页
肺动、静脉瘘
双肺下叶外基底段及右肺下叶背段动静脉瘘

图像重建的应用(医学PPT课件)

图像重建的应用(医学PPT课件)
这种破坏性方法。
透射模型: 建立于能量通过物体后有一部分能量会被吸收 的基础之上, 透射模型经常用在射线、电子射 线及光线和热辐射的情况下,这些都遵从一定 的吸收法则。
发射模型: 发射也可用来确定物体的位置,并且这种方法 已经广泛用于正电子检测,它是通过在相反的 方向分解散射的两束伽码射线来实现的。这两 束射线的渡越时间可用来确定物体的位置。
n
0
显然:
1

2

n

1 d
ln 0 n
即:
n i 1
i

1 ln 0
d
n
一般情况探测器只能测到 n ,而不能测
到 1 ,2 ,n
,因此,不能直
接记录各个体素的衰减系数。但是,我们可以
用数学方法求解衰减系数。
假如某断层有2X2个体素,相应的衰减系数
为 11, 12, 21, 22 ,
Hale Waihona Puke 图 6—2 计算机断层成像示意图
X射线经过物体时会发生衰减,不同的物质 衰减是不一样的。得到物体的图像最直接的方 法是沿Y轴经衰减直接在胶片上成像。这与X 光透视是一样的,这样会造成图像的混叠。
CT是把物体在Y轴方向划分成小的薄片,薄片 的厚度是一个重要的参数,一般为1、2、3、4、 5、8、10mm。每个薄片再划分为小的单元,即 体素。
对于人体来说,大部分软组织是水,但仍有足 够的差异,不同的组织以产生不同的衰减系数, 这样就可以给出一幅解剖的横截面图像,该图 像包括一些定量信息。
衰减系数的单位 H——(豪斯费尔德) (Hounsfield)
一个豪斯费尔德等于水的衰减系数的0.1%,标度 上选择 H(水)=0
H

(组织) (水) (水)

《医学图象处理》课件

《医学图象处理》课件

1 概述
2 分类
医学图像包括X射线、CT扫描、MRI等多 种模态,提供了人体内部结构和功能的可 视化展示。
医学图像可以分为结构图像(如X射线) 和功能图像(如PET扫描),每种图像有 不同的特点和应用。
医学图像处理的基本任务
1 图像增强
通过去除噪声、增强对比度等技术,改善图像质量,使医生能够更清晰地识别病变。
2 纹理分析
提取并量化图像中的纹理特征,用于区分不同类型的组织和病变。
3 局部特征描述
通过提取局部特征点和描述符,对医学图像进行匹配和配准。
医学图像三维重建技术
1 体素重建
通过对医学图像中的体素进行堆叠和插值,重建出三维的图像。
2 表面重建
根据医学图像中的边缘和特征点,重建出物体的三维表面模型。
3 成像重建
医学图像处理在临床上的应用
1 病变检测和诊断
2 手术导航和规划
3 病理分析与研究
通过医学图像处理技术, 医生可以更准确地检测 和诊断各种病变,如肿 瘤和血管异常。
利用医学图像重建技术, 医生可以在手术前精确 导航和规划手术过程, 提高手术成功率。
医学图像处理技术可以 帮助病理学家分析组织 切片图像,研究疾病的 病理特征和发展过程。
利用多幅二维医学图像的投影信息,恢复出三维物体的内部结构。
常用的医学图像处理工具
1 ImageJ
一款开源的图像处理软 件,提供了多种用于医 学图像分析和处理的工 具。
2 3D Slicer
用于医学图像的可视化 和分析,提供了各种算 法和插件用于医学图像 的处理。
3 OpenCV
一套用于计算机视觉和 图像处理的通用开源库, 提供了丰富的图像处理 算法和工具。

《医学图像重建》课件

《医学图像重建》课件

重建算法与图像质量评估
迭代和分析方法
我们将介绍图像重建中常用的迭代和分析算法,以 及它们在不同场景中的适用性。
分辨率、噪声、对比度和伪影
我们将讨论图像质量评估的重要指标,包括图像的 分辨率、噪声水平、对比度和伪影情况。
图像后处理与临床应用
1
滤波、分割和配准
图像后处理技术可以进一步优化重建图像的质量和清晰度,有助于医生更准确地 诊断疾病和制定治疗方案。
2
诊断和治疗规划
重建图像在临床实践中发挥着重要作用,为医生提供决策支持,帮助他们更好地 理解患者的病情和需求。
医学图像重建的高级技术
压缩感知
压缩感知是一种新兴的图像重建技术,通过利用图 像的稀疏性,可以以更少的数据获得高质量的图像 重建结果。
深度学习
深度学习是一种基于人工神经网络的图像重建方法, 它可以通过大规模的训练数据来提高图像重建的准 确性和鲁棒性。未来来自展方向 - 个性化和实时 重建
未来的医学图像重建将趋向于个性化和实时化,为患者提供更精确、高效的 诊断和治疗方案。
总结 - 医学图像重建的潜力
医学图像重建是一门充满潜力的学科,它为我们揭示了人体内部的奥秘,改 变了临床实践的方式和效果。
《医学图像重建》PPT课 件
医学图像重建是一门重要的学科,可以揭示人体内部的细节结构,有助于疾 病的诊断和治疗规划。本课程将介绍图像重建的基本原理和技术,以及其在 临床实践中的应用和未来发展方向。
引言 - 医学图像重建的重要性
通过医学图像重建,我们能够实时获取高质量的影像数据,从而揭示人体内部的结构和组织。这对于疾病的早 期诊断和治疗规划至关重要。
图像重建的基本原理
1
滤波和反投影
图像重建的基本原理包括滤波和反投影技术,通过这些方法可以从投影数据中还 原出高质量的图像。
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• 直方图修改 • 图像平滑 • 图像边缘锐化 • 伪彩色增强
• histeq() • imadjust() • fspecial() • filter2() • conv2() • medfilt()
• 灰度直方图均衡化。均匀量化的自然图像
的灰度直方图通常在低灰度区间上频率较 大,使得图像中较暗区域中的细节看不清 楚,采用直方图修整可使原图像灰度集中 的区域拉开或使灰度分布均匀,从而增大 反差,使图像的细节清晰。
• consx=[consx;yo.*cos(xo)];%将x,y值从极坐标
系转换到直角坐标系
• consy=[consy;yo.*sin(xo)]; • consz=[consz;ones(1,length(xo))*iLayer*(-
4.0)];%为每一切片层赋予z坐标值,iLayer为层数
医学图像处理三维重建
缘检测的要求比较高;
• 而体重建直接基于体数据进行显示,避免了
重建过程中所造成的伪像痕迹,但运算量较 大。
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
• 为了有利于从图像中准确地提取出有用的
信息,需要对原始图像进行预处理,以突 出有效的图像信息,消除或减少噪声的干 扰。
• 图像格式的转换与读写 • 图像增强
• 在提取边界时,首先采用逐行扫描图片的办法,
通过比较相邻点的像素值,找到图片边界上的一 个点,作为切片边界的起点。然后从边界起点开 始,逐点判断与之相邻的八个点,如果某点为图 片的边界点则记录下,并开始下一步判断,直到 获得所有的边界点。
医学图像处理三维重建
• 重建数据的采集 • 边界轮廓曲线表面绘制 • 设置图像的颜色及阴影效果 • 设置图像光照效果 • 设置图像的显示效果
• 灰度变换法。照片或电子方法得到的图像,
常表现出低对比度即整个图像偏亮或偏暗, 为此需要对图像中的每一个像素的灰度级 进行标度变换,扩大图像灰度范围,以达 到改善图像质量的目的。
• 平滑与锐化滤波。平滑技术用于平滑图像中的噪
声,基本采用在空间域上的求平均值或中值,或 在频域上采取低通滤波。在MATLAB中,各种滤波 方法都是在空间域中通过不同的卷积模板即滤波 算子实现,可用fspecial()函数创建预定义的滤波 算子,然后用filter2()或conv2()函数在实现卷积 运算的基础上进行滤波。中值滤波是一种基于排 序统计理论的抑制噪声的非线性信号处理技术, 其在除去图像中的孤立点、线的噪声的同时,很 好地保护了图像的边缘信息,适用于一些线性滤 波器无法胜任地场合。
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
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研究工具与研究基础
•C • VTK • MITK • MATLAB
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医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
• 边界轮廓曲线表面绘制 • surf(consx,consy,consz);%利用surf()函数
进行三维表面绘制。
医学图像处理三维重建
• 设置图像的颜色及阴影效果。 • colormap(gray);%利用colormap()函数为图
像定义颜色集
• shading flat;%利用shading定义显示图像的
颜色阴影
医学图像处理三维重建
• 正确读取DICOM图像后,通过选择合适的
窗宽、窗位,将窗宽范围内的值通过线性 或非线性变换转换为小于256的值,将CT图 像转换为256色BMP图像。
医学图像处理三维重建
• 图像增强就是根据某种应用的需要,人为
地突出输入图像中的某些信息,从而抑制 或消除另一些信息的处理过程。使输入图 像具有更好的图像质量,有利于分析及识 别。
医学图像处理三维重建
• 计算机三维表面重建是指首先运用图像技
术从二维图像中分割出兴趣区的轮廓曲线, 然后经图形处理,得到其三维结构,从而 再现原物体的空间结构。因此,对于三维 表面重建而言,边界轮廓的提取尤为重要。
• 为了便于面部边界的提取,先对各CT图片进行颜
色处理,去掉非有效区,如头发、支架等部分, 并使其色素尽量减少。
重建实验中,重建速度快,显示效果良好, 便于各类非计算机专业人士推广应用。
• 三维重建技术的实现方法包括两种:
• 一种是通过几何单元拼接拟合物体表面来
描述物体的三维结构,称为表面重建;
• 另一种是直接将体像素以一定的颜色和透
明度投影到显示平面的方法,称为体重建。
• 表面重建运算量小,表面显示清晰,但对边
医学图像处图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
医学图像处理三维重建
• 运用傅立叶级数的系数,求出边界上若干个点x,
y向坐标值,并为其加上适当的z坐标值
• xo=[0:pi/180:2*pi];%x的值在[0,2π]中选取 • yo=yo+a(i)*cos((i-1)*xo)+b(i)*sin((i-1)*xo);%
通过傅立叶系数求y值,其中yo初始值为a0
• 医学图像三维重建为人体结构提供了真实、
直观的反映,便于医学人员对病灶的观察 及手术的进行。但图像三维重建编程实现 困难,不易被非计算机专业人士所掌握。
• MATLAB
MATLAB6.5
• MATLAB6.5的图像处理工具箱实现了断层
图像的三维表面重建及体重建,原理简单, 编程实现方便。
• 在对头部CT图片进行的三维表面重建及体
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