常见的医学图像三维重建软件.ppt
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常见的医学图像三维重建软件.ppt
现代图形硬件被有效地利用来显示大型数据集， Amira的三维渲染功能强大，无论是用于三维数据研 究还是演示都能获得优秀的效果。
Amira的主要功能
7.2.5 MITK及3DMed
医学影像开发包（Medical Imaging ToolKit，MITK）是由中 国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室医学影 像处理研究组研发的一套医学影像处理与分析算法的C++类库， 其主要目的是为医学影像处理领域提供一个一致的算法框架， 以整合医学图像的重建、分割、配准、可视化等各类算法。
3D-DOCTOR软件界面
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。
Amira软件中自动和交互式分割和 建模工具，支持灵活创造的三维表 面和有限元模型为最优的可视化和 模拟。
7.2.4 Amira软件
行业PPT模板：www.1p pt.co m/ hang ye / PPT素材下载：/sucai/ PPT图表下载：www.1p pt.co m/ tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ Excel教程：www.1ppt.c om/excel/ PPT课件下载：www.1p pt.co m/ kejian/ 试卷下载：www.1ppt.c om/shiti /
图像导入
1
图像测量 5
基础模块
2 图像分割
图像配准 4
3 图像可视化
7.2.1 Mimics软件
1．Mimics软件的模块 Mimics软件包括基础模块和可选模块两部分。
RP Slics（快速成型）
1
Simulation （仿真）
Amira的主要功能
7.2.5 MITK及3DMed
医学影像开发包（Medical Imaging ToolKit，MITK）是由中 国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室医学影 像处理研究组研发的一套医学影像处理与分析算法的C++类库， 其主要目的是为医学影像处理领域提供一个一致的算法框架， 以整合医学图像的重建、分割、配准、可视化等各类算法。
3D-DOCTOR软件界面
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。
Amira软件中自动和交互式分割和 建模工具，支持灵活创造的三维表 面和有限元模型为最优的可视化和 模拟。
7.2.4 Amira软件
行业PPT模板：www.1p pt.co m/ hang ye / PPT素材下载：/sucai/ PPT图表下载：www.1p pt.co m/ tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ Excel教程：www.1ppt.c om/excel/ PPT课件下载：www.1p pt.co m/ kejian/ 试卷下载：www.1ppt.c om/shiti /
图像导入
1
图像测量 5
基础模块
2 图像分割
图像配准 4
3 图像可视化
7.2.1 Mimics软件
1．Mimics软件的模块 Mimics软件包括基础模块和可选模块两部分。
RP Slics（快速成型）
1
Simulation （仿真）
医学图像处理三维重建 ppt课件
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
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
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)
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)
《CT三维重建》PPT课件
2021/6/10
15
MPR or CPR
让三维体元数据分别绕X、Y、Z轴旋转任意角度，再 用任意平面截取，或划一曲面线，以曲面线所确定的柱 面来截取新层面，构成多平面重组或曲面重组。
优点：①能以任何方位、角度、层厚、层数自由重 组新的断面图像；②重组图像可反映X线衰减值的差异， 当血管显示不清尤其有价值；③操作方便。
8、MRA ( TOF) 和( PC) 两种技术、二维(2D) 和三维(3D) 图像重建，3D - TOF 的图像分辨率较高，对血管的搏 动敏感性较差，对供血动脉较粗、血流速度快。而复 杂血管，例如动静脉畸形的检查较为理想；3D - PC 技 术，特别在血管畸形有明显出血的时候为最佳检查方 法。但是3D - PC 因需反复预测最佳血液流速，成像时 间长，临床应用较少。
小血管易产生狭窄、梗阻假象，轻-中度狭窄不易鉴别。
2021/6/10
21
SSD
2021/6/10
22
VR
给不同CT值指定不同的颜色和透明度， 则三维体元阵列视为半透明的，假想投射光 线以任意给定的角度穿过它，受到经过的体 元作用，通过观察平面得到图像。
优点：丢失信息最少，立体感强。 缺点：①操作选择适宜的CT值分类重要， 需要人机交互动态进行；②运算量大，需要 大容量计算机。
血管畸形：静脉型（海面状血管畸形、静脉畸形）
淋巴管型（淋巴管瘤、囊性水肿）
毛细血管型
动静脉型（动静脉畸形、动静脉瘘）
混合型
3、不足：海面状血管畸形及静脉畸形形态学及生物学不同
没有动脉型血管畸形一类
淋巴管型畸形不见于CNS
2021/6/10
3
Russell分类
1、病理解剖为基础，20年沿用 2、分类：动静脉畸形
《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。
三维重建技术PPT
三维重建技术的定义
• 表面遮盖显示(SSD)
计算物体表面的CT域值成像
• 最大密度投影(MIP)
体积→数学线束透视→最大密度值→投影在平面上
• 曲面重建(CPR)
计算指定平面的CT值→二维图像
头部三ห้องสมุดไป่ตู้成像
头部三维骨成像
三下肢畸形平片
三下肢畸形CT三维表面成像
腹主动脉假性动脉瘤横断扫描
腹主动脉假性动脉瘤（MPR）
利 用
内
镜
→
SSD→
器
CT仿真内窥镜
电子内窥镜
螺旋CT 仿真内窥镜发现结肠息肉
结肠癌
腹主动脉CT 仿真内窥镜
冠状动脉CT及CT内窥镜
螺旋CT 的齿科应用
螺旋CT 的齿科应用
鼻骨骨折
腹主动脉硬化并假性动脉瘤（MIP）
腹主动脉假性动脉瘤（SSD）
腹主动脉假性动脉瘤剖面（SSD）
颈内动脉瘤 横断扫描
颈内动脉瘤（SSD）
夹层动脉瘤
夹层动脉瘤
心脏三维成像
表面三维成像
→
CT
官仿
真 内
表 面
多内
窥 幅
连 放
类镜
似 纤 维
正常鼻骨
结肠癌
肺癌（黄色）和纵隔淋巴结（绿色）转移
三维重建模拟手术
CT功能成像Perfusion
转移瘤
动脉期
静脉期
平衡期
脑 梗 塞
脑 梗 塞
Perfusion
• 表面遮盖显示(SSD)
计算物体表面的CT域值成像
• 最大密度投影(MIP)
体积→数学线束透视→最大密度值→投影在平面上
• 曲面重建(CPR)
计算指定平面的CT值→二维图像
头部三ห้องสมุดไป่ตู้成像
头部三维骨成像
三下肢畸形平片
三下肢畸形CT三维表面成像
腹主动脉假性动脉瘤横断扫描
腹主动脉假性动脉瘤（MPR）
利 用
内
镜
→
SSD→
器
CT仿真内窥镜
电子内窥镜
螺旋CT 仿真内窥镜发现结肠息肉
结肠癌
腹主动脉CT 仿真内窥镜
冠状动脉CT及CT内窥镜
螺旋CT 的齿科应用
螺旋CT 的齿科应用
鼻骨骨折
腹主动脉硬化并假性动脉瘤（MIP）
腹主动脉假性动脉瘤（SSD）
腹主动脉假性动脉瘤剖面（SSD）
颈内动脉瘤 横断扫描
颈内动脉瘤（SSD）
夹层动脉瘤
夹层动脉瘤
心脏三维成像
表面三维成像
→
CT
官仿
真 内
表 面
多内
窥 幅
连 放
类镜
似 纤 维
正常鼻骨
结肠癌
肺癌（黄色）和纵隔淋巴结（绿色）转移
三维重建模拟手术
CT功能成像Perfusion
转移瘤
动脉期
静脉期
平衡期
脑 梗 塞
脑 梗 塞
Perfusion
三维重建技术医学课件
螺旋CT 的齿科应用
螺旋CT 的齿科应用
鼻骨骨折
正常鼻骨
结肠癌
肺癌（黄色）和纵隔淋巴结（绿色）转移
三维重建模拟手术
CT功能成像Perfusion 转移瘤
动脉期
静脉期
平衡期
脑 梗 塞
脑 梗 塞
Perfusion
腹主动脉假性动脉瘤横断扫描
腹主动脉假性动脉瘤（MPR）
腹主动脉硬化并假性动脉瘤（MIP）
腹主动脉假性动脉瘤（SSD）
腹主动脉假性动脉瘤剖面（SSD）
颈内动脉瘤横断 扫描
颈内动脉瘤（SSD）
夹层动脉瘤
夹层动脉瘤
心脏三维成像
表面三维成像
CT
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医学课件
三维重建技术的定义
• 表面遮盖显示(SSD) 计算物体表面的CT域值成像
• 最大密度投影(MIP) 体积→数学线束透视→最大密度值→投影在平面上
• 曲面重建(CPR) 计算指定平面的CT值→二维图像
头部三维成像
头部三维骨成像三下肢畸Biblioteka 平片三下肢畸形CT三维表面成像
仿 真 内 窥 镜 利 用
类
似
纤 维 内 镜
器 官 内 表
面
SSD→
→
多 幅 连 放
→
CT仿真内窥镜
电子内窥镜
螺旋CT 仿真内窥镜发现结肠息肉
结肠癌
腹主动脉CT 仿真内窥镜
冠状动脉CT及CT内窥镜
最新CT三维重建-(NXPowerLite)课件PPT
4、MRA 无创伤性检查，特别对有出血倾向，肝、肾功能不 全，碘造影剂过敏的病人，是最理想最安全的检查方法。
5、MRA 显示血管畸形的供血动脉、畸形血管团的大小和范 围、引流静脉的类型和引流部位等。
6、MRI 与MRA 结合更能够清晰显示脑血管畸形的解剖结构 和病理变化。
7、动静脉畸形、动静脉瘘、静脉瘤和静脉曲张适合MRA 检 查。海绵状血管瘤无明显增粗的供血动脉和引流静脉，瘤 内血流极其缓慢，仅能在常规MRI 中显示。毛细血管扩张 症MRI 和MRA 均不能显示。常规MRI 检查根据血管畸形 所致的流空现象，可以显示隐匿性血管畸形。
供血动脉与引流静脉之间的关系，但是创伤性检 查，并有一定危险性，严重的可导致死亡。 3、CT 缺乏特征性，显示病灶的继发性改变，例如 钙化、出血、脑梗塞、萎缩及软化等较好，对异 常供血动脉及引流静脉不能显示。增强CT显示畸 形的血管，有不同程度的创伤，少数可能出现过 敏反应，有一定的危险性。
MR在血管畸形诊断中应用
CT容积扫描数据X、Y轴分辨率高，Z轴分辨率低。 三维重建必须在相邻层面间插入假想层面，使Z轴方 向与X、Y轴方向等间隔，形成三维立方的体元（Voxel）， 插入的像素值用插值法计算得出（常用线性插值）。每 个体元可以从﹣1024～﹢3071HU。这样可完成三维重建 方式，得出在二维屏幕上表达三维结构。
动静脉分流型畸形 典型的脑（软脑膜）动静脉畸形 软脑膜动静脉瘘 颈动脉海绵窦瘘 硬脑膜动静脉窦瘘（硬脑膜动静脉畸形） Galen动静脉畸形（Galen动静脉瘘）
混合型畸形 静脉-海绵型畸形 动静脉型-静脉型畸形 海绵型-动静脉畸形
综合征型CNS血管畸形 （特殊类别）
血管畸形诊断检查方法
1、DSA、CT、MR ，有其优缺点。 2、DSA是最可靠的方法，可以直接显示异常血管、
5、MRA 显示血管畸形的供血动脉、畸形血管团的大小和范 围、引流静脉的类型和引流部位等。
6、MRI 与MRA 结合更能够清晰显示脑血管畸形的解剖结构 和病理变化。
7、动静脉畸形、动静脉瘘、静脉瘤和静脉曲张适合MRA 检 查。海绵状血管瘤无明显增粗的供血动脉和引流静脉，瘤 内血流极其缓慢，仅能在常规MRI 中显示。毛细血管扩张 症MRI 和MRA 均不能显示。常规MRI 检查根据血管畸形 所致的流空现象，可以显示隐匿性血管畸形。
供血动脉与引流静脉之间的关系，但是创伤性检 查，并有一定危险性，严重的可导致死亡。 3、CT 缺乏特征性，显示病灶的继发性改变，例如 钙化、出血、脑梗塞、萎缩及软化等较好，对异 常供血动脉及引流静脉不能显示。增强CT显示畸 形的血管，有不同程度的创伤，少数可能出现过 敏反应，有一定的危险性。
MR在血管畸形诊断中应用
CT容积扫描数据X、Y轴分辨率高，Z轴分辨率低。 三维重建必须在相邻层面间插入假想层面，使Z轴方 向与X、Y轴方向等间隔，形成三维立方的体元（Voxel）， 插入的像素值用插值法计算得出（常用线性插值）。每 个体元可以从﹣1024～﹢3071HU。这样可完成三维重建 方式，得出在二维屏幕上表达三维结构。
动静脉分流型畸形 典型的脑（软脑膜）动静脉畸形 软脑膜动静脉瘘 颈动脉海绵窦瘘 硬脑膜动静脉窦瘘（硬脑膜动静脉畸形） Galen动静脉畸形（Galen动静脉瘘）
混合型畸形 静脉-海绵型畸形 动静脉型-静脉型畸形 海绵型-动静脉畸形
综合征型CNS血管畸形 （特殊类别）
血管畸形诊断检查方法
1、DSA、CT、MR ，有其优缺点。 2、DSA是最可靠的方法，可以直接显示异常血管、
医学图像的三维可视化PPT课件
• MATLAB
医学图像的三维可视化
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。
医学图像的三维可视化
医学图像的三维可视化
基本的三维可视化技术
• 面绘制（Surface Rendering）技术 • 体绘制（Volume Rendering）技术 • 此外，多平面显示和曲面显示属于将三维体视数
据进行再切面，并将二维切面影像显示出来的技 术形式，因此也称二维重建或图像重排。
医学图像的三维可视化
面绘制
医学图像的三维可视化
医学图像的三维可视化
三维可视化的意义
• 多排螺旋CT等的应用使的使用三维形式显示组织 和器官变得可行且必要。
• 图像三维显示技术可以更好的显示数据和诊断信 息，为医生提供逼真的显示手段和定量分析工具。
• 三维显示还可以避免医生陷入二维图像的数据“海 洋”，防止过多浏览断层图像而造成漏诊率上升。
（等值面）与立方体空间关系的具体拓扑状态（构型）； • 根据构型，通过线性插值确定等值面与立方体相交的三角
片顶点坐标，得到轮廓的具体位置；
医学图像的三维可视化
体绘制
• 直接由三维数据场产生屏幕上的二维图象，称为 体绘制算法。这种方法能产生三维数据场的整体 图象，包括每一个细节，并具有图象质量高、便 于并行处理等优点。体绘制不同于面绘制，它不 需要中间几何图元，而是以体素为基本单位，直 接显示图像。
• 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
医学图像的三维可视化
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。
医学图像的三维可视化
医学图像的三维可视化
基本的三维可视化技术
• 面绘制（Surface Rendering）技术 • 体绘制（Volume Rendering）技术 • 此外，多平面显示和曲面显示属于将三维体视数
据进行再切面，并将二维切面影像显示出来的技 术形式，因此也称二维重建或图像重排。
医学图像的三维可视化
面绘制
医学图像的三维可视化
医学图像的三维可视化
三维可视化的意义
• 多排螺旋CT等的应用使的使用三维形式显示组织 和器官变得可行且必要。
• 图像三维显示技术可以更好的显示数据和诊断信 息，为医生提供逼真的显示手段和定量分析工具。
• 三维显示还可以避免医生陷入二维图像的数据“海 洋”，防止过多浏览断层图像而造成漏诊率上升。
（等值面）与立方体空间关系的具体拓扑状态（构型）； • 根据构型，通过线性插值确定等值面与立方体相交的三角
片顶点坐标，得到轮廓的具体位置；
医学图像的三维可视化
体绘制
• 直接由三维数据场产生屏幕上的二维图象，称为 体绘制算法。这种方法能产生三维数据场的整体 图象，包括每一个细节，并具有图象质量高、便 于并行处理等优点。体绘制不同于面绘制，它不 需要中间几何图元，而是以体素为基本单位，直 接显示图像。
• 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
医学图像的处理及三维重建 PPT课件
伦琴发现X射线
医学图像的分类
根据成像设备是对组织结构成像还是对组 织功能成像，将医学图像分成两类，即医 学结构图像和医学功能图像。 医学结构图像：X线图像、CT图像、MRI 图像、B超图像等 医学功能图像：PET图像，SPECT图像、 功能磁共振图像（fMRI）等
CT成像设备
CT图像
MRI成像设备
PET图像
医学图像处理的研究内容
医学图像处理的主要研究内容有：图像 增强、图像复原、图像分割、图像重建、 图像的配准与融合等。
三维重建（3D reconstruction）
三维重建的定义 ●三维重建的研究意义 ●三维重建的方法 ●颅脑的三维重建
三维重建的定义
医学图像三维重建是研究由各种医学成像 设备获取的二维图像断层序列构建组织或 器官的三维几何模型，并在计算机屏幕上
表面曲面表示法经典的算法： 立方块法(Cuberille)， 移动立方体法(Marching Cubes)， 剖分立方体法(Dividing Cubes)等
面绘制示例
面绘制步骤
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
面绘制显示
医学图像的处理及 三维重建
Processing of medical images and 3D reconstruction
பைடு நூலகம்
医学图像处理
（Processing of medical images ）
医学影像技术的发展
● 医学图像处理的目的
● 医学图像处理的研究内 容
精品资料
• 你怎么称呼老师？
面绘制的方法
边界轮廓线表示法：首先通过分割对二维断 层图像提取轮廓线，然后把各层对应的轮廓 线拼接在一起表示感兴趣物体的表面边界。
《医学图像重建》课件
04
医学图像重建面临的挑战 与解决方案
数据获取与处理
数据来源多样性
医学图像数据来源广泛，包括CT、MRI、X光等设备产生的图像，每种设备产生的图像 特点不同，需要针对不同设备进行数据预处理和格式转换。
数据质量不均
由于设备性能、操作人员技能等因素，医学图像数据的质量存在差异，需要进行数据清 洗和增强，以提高重建精度。
05
医学图像重建的未来展望
人工智能与医学图像重建的结合
人工智能技术，如深度学习，已被广 泛应用于医学图像重建中，通过训练 深度学习模型，可以从原始医学图像 中提取特征并进行重建。
人工智能与医学图像重建的结合将进 一步提高重建精度和效率，为医生提 供更准确、更直观的医学影像信息， 有助于疾病的诊断和治疗。
VS
详细描述
基于深度学习的方法是一种新兴的图像重 建技术，通过利用深度学习算法对图像进 行自动学习和特征提取，从而得到重建的 图像。常见的深度学习算法包括卷积神经 网络（CNN）、生成对抗网络（GAN） 等。该方法在处理复杂的图像重建问题时 具有较高的准确性和鲁棒性。
03
医学图像重建的应用
医学影像诊断
多模态医学图像重建
多模态医学图像重建是指将不同模态 的医学图像进行融合，以获得更全面 、更准确的重建结果。
随着医学影像技术的发展，多模态医 学图像重建将成为未来研究的热点， 为医生提供更丰富的疾病信息，提高 诊断的准确性和可靠性。
医学图像重建在临床实践中的应用前景
医学图像重建技术在临床实践中具有广泛的应用前景，如放射影像、核磁共振、 超声成像等。
降低医疗成本
通过减少重复检查和缩短诊断时间，医学图像重建可以降低医疗成 本，减轻患者经济负担。
医学成像技术(三维重建技术)课件
7.2 主要内容
预处理 分割 模型构建
模型网格简化
绘制
预处理
分割
二维分割
三维分割
重建
绘制 面绘制
体绘制
7.3 表面绘制
Marching Cube 算法
表面 重建 皮肤 灰度 阈值
HU=500
表面 重建 皮肤
HU=500
骨头
HU=1150
表面 重建
透明显示
光源 入射光
法向量 反射光 视线
折射定律
折射定律：折射线在入射线与法线构成的平 面上，折射角与入射角满足 1 sin 2 sin
入射光
1 2
折射光
能量关系
在光的反射和折射现象中的能量分布：
Ii I d I s It I v
下标为i,d,s,t,v的能量项分别表示为入射光 强，漫反射光强，镜面反射光强，透射光强， 吸收光强
皮肤
HU=500
表面 重建
阻光度=0.8 阻光度=0.6
透明显示
皮肤
HU=500
骨骼 HU=1150
阻光度=0.4
阻光度=0.25
7.3 体绘制
在自然环境和计算模型中，许多对象和现象只 能用三维数据场来表示。与传统的计算机图形学相 比，对象体不再用几何曲面或曲线表示的三维实体， 而是用体素（Voxel）作为基本造型单元。对于每一 体素，不仅其表面而且其内部都包含了对象信息， 这是仅用曲线和曲面等几何造型方法所无法表示的。 体绘制的目的就在于提供一种基于体素的绘制技术， 它有别于传统的基于面的绘制，能显示出对象体的 丰富的内部细节。
反射光，透射光决定了物体所呈现的颜色
简单光照明模型-环境光
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图像导入
1
图像测量 5
基础模块
2 图像分割
图像配准 4
3 图像可视化
7.2.1 Mimics软件
1．Mimics软件的模块 Mimics软件包括基础模块和可选模块两部分。
RP Slics（快速成型）
1
Simulation （仿真）
5
功能模块
2
STL+
MedCAD 4
3
FEA
7.2.1 Mimics软件
Mimics软件界面
7.2.1 Mimics软件
根据输入各种扫描的数据（CT、MRI等），建立3D模 型进行编辑，然后输出通用的CAD（计算机辅助设计）、 FEA（有限元分析）、RP（快速成型）格式，在PC上进 行大规模的数据转换处理。
Mimics软件模块及其关系
7.2.1 Mimics软件
1．Mimics软件的模块 Mimics软件包括基础模块和可选模块两部分。
现代图形硬件被有效地利用来显示大型数据集， Amira的三维渲染功能强大，无论是用于三维数据研 究还是演示都能获得优秀的效果。
Amira的主要功能
7.2.5 MITK及3DMed
医学影像开发包（Medical Imaging ToolKit，MITK）是由中 国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室医学影 像处理研究组研发的一套医学影像处理与分析算法的C++类库， 其主要目的是为医学影像处理领域提供一个一致的算法框架， 以整合医学图像的重建、分割、配准、可视化等各类算法。
章
教
1、医学图像三维重建的意义
学
2、医学图像三维重建的过程
设 计
3、医学图像三维重建的常用软件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、任意选择一种医学图像三维重建的软件，进行自主学习，能够 做出一个作品。(提升能力、学生自由选作)
7.1.1 国内外研究现状
术前规划系统（美国）
可视人（美国）
解剖三维可视化 研究虚拟人体图谱
（德国）
基础 医学 中的 应用
2．Mimics软件建模的基本步骤
Mimics软件建模 基本步骤
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、MRI、 显 微 CT、FIB-SEM……）， 并 导 出 适 用 于CAD、CAE，以及3D印刷的模型。
Simpleware软件基于核心图像处理平台— —ScanIP ， 结 合 可 选 模 块 ， 实 现 FE/CFD 网 格生成、CAD一体化、NURBS文件导出， 以及有效材料属性的计算。
7.2.2 Simpleware软件
1.Simpleware软件的模块
图像处理模块 （ScanIP）
CAD模块 （+CAD Module）
3D-DOCTOR软件界面
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。
Amira软件中自动和交互式分割和 建模工具，支持灵活创造的三维表 面和有限元模型为最优的可视化和 模拟。
7.2.4 Amira软件
行业PPT模板：www.1p pt.co m/ hang ye / PPT素材下载：/sucai/ PPT图表下载：www.1p pt.co m/ tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ Excel教程：www.1ppt.c om/excel/ PPT课件下载：www.1p pt.co m/ kejian/ 试卷下载：www.1ppt.c om/shiti /
床医 学中 的应 用
可视人（中国）
下肢三维模型（韩国）
32颗牙的三维模型 （中国）
虚拟肝肾模型 （澳大利亚）
7.1.2 三维重建的过程
医学图像的三维重建通常是指利用人类的视觉特性，通过计算机对二维 数字断层图像序列形成的三维体数据进行处理，将其变换为具有直观立体 效果的图像来展示人体组织的三维形态。
软件模块
PPT模板下载：www.1p pt.co m/ moban / 节日PPT模板：www.1p pt.co m/ jieri/ PPT背景图片：www.1p pt.co m/ beijing / 优秀PPT下载：www.1p pt.co m/ xiazai/ Word教程： /word/ 资料下载：www. 1ppt.co m/zilia o/ 范文下载：www. 1ppt.co m/fan wen/ 教案下载：www. 1ppt.co m/jiao an/
实技术中医学图像三维重建技术的意义。
网格生成模块 （+FE Module）
曲面建模模块 （+NURBS Module）
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。
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 7.2 医学图像三维重建软件简介
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。
/computer
教学 设计
本章教学设计
本 一、学习知识点制作演讲幻灯片 (参考教材、老师课件、网络检索)
三维医学影像数据 集成化处理平台 （ 3DMed ） 是 面 向 医 学影像数据的系统集 成平台，是基于普通 微机的三维医学影像 处理与分析系统。
3DMed软件界面
内容小结
本章中主要介绍了医学图像三维重建在国内研究的现状，三
内 容 维重建的相关概念、三维重建的技术方法，以及常见的医学图像三 小 维重建软件，通过学习，同学们可以进一步更好地体会医学虚拟现 结
1.获取二维医学断层图像
2.预处理断层图像
6.显示重建的结果
医学图像 三维重建
3.分割图像
5.三维重建
4.切片重组、插值
7.2.1 Mimics软件
Mimics是Materialise公司的交互式的医学影像控制系统， 即为Materialise‘s interactive medical image control system。
1
图像测量 5
基础模块
2 图像分割
图像配准 4
3 图像可视化
7.2.1 Mimics软件
1．Mimics软件的模块 Mimics软件包括基础模块和可选模块两部分。
RP Slics（快速成型）
1
Simulation （仿真）
5
功能模块
2
STL+
MedCAD 4
3
FEA
7.2.1 Mimics软件
Mimics软件界面
7.2.1 Mimics软件
根据输入各种扫描的数据（CT、MRI等），建立3D模 型进行编辑，然后输出通用的CAD（计算机辅助设计）、 FEA（有限元分析）、RP（快速成型）格式，在PC上进 行大规模的数据转换处理。
Mimics软件模块及其关系
7.2.1 Mimics软件
1．Mimics软件的模块 Mimics软件包括基础模块和可选模块两部分。
现代图形硬件被有效地利用来显示大型数据集， Amira的三维渲染功能强大，无论是用于三维数据研 究还是演示都能获得优秀的效果。
Amira的主要功能
7.2.5 MITK及3DMed
医学影像开发包（Medical Imaging ToolKit，MITK）是由中 国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室医学影 像处理研究组研发的一套医学影像处理与分析算法的C++类库， 其主要目的是为医学影像处理领域提供一个一致的算法框架， 以整合医学图像的重建、分割、配准、可视化等各类算法。
章
教
1、医学图像三维重建的意义
学
2、医学图像三维重建的过程
设 计
3、医学图像三维重建的常用软件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、任意选择一种医学图像三维重建的软件，进行自主学习，能够 做出一个作品。(提升能力、学生自由选作)
7.1.1 国内外研究现状
术前规划系统（美国）
可视人（美国）
解剖三维可视化 研究虚拟人体图谱
（德国）
基础 医学 中的 应用
2．Mimics软件建模的基本步骤
Mimics软件建模 基本步骤
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、MRI、 显 微 CT、FIB-SEM……）， 并 导 出 适 用 于CAD、CAE，以及3D印刷的模型。
Simpleware软件基于核心图像处理平台— —ScanIP ， 结 合 可 选 模 块 ， 实 现 FE/CFD 网 格生成、CAD一体化、NURBS文件导出， 以及有效材料属性的计算。
7.2.2 Simpleware软件
1.Simpleware软件的模块
图像处理模块 （ScanIP）
CAD模块 （+CAD Module）
3D-DOCTOR软件界面
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。
Amira软件中自动和交互式分割和 建模工具，支持灵活创造的三维表 面和有限元模型为最优的可视化和 模拟。
7.2.4 Amira软件
行业PPT模板：www.1p pt.co m/ hang ye / PPT素材下载：/sucai/ PPT图表下载：www.1p pt.co m/ tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ Excel教程：www.1ppt.c om/excel/ PPT课件下载：www.1p pt.co m/ kejian/ 试卷下载：www.1ppt.c om/shiti /
床医 学中 的应 用
可视人（中国）
下肢三维模型（韩国）
32颗牙的三维模型 （中国）
虚拟肝肾模型 （澳大利亚）
7.1.2 三维重建的过程
医学图像的三维重建通常是指利用人类的视觉特性，通过计算机对二维 数字断层图像序列形成的三维体数据进行处理，将其变换为具有直观立体 效果的图像来展示人体组织的三维形态。
软件模块
PPT模板下载：www.1p pt.co m/ moban / 节日PPT模板：www.1p pt.co m/ jieri/ PPT背景图片：www.1p pt.co m/ beijing / 优秀PPT下载：www.1p pt.co m/ xiazai/ Word教程： /word/ 资料下载：www. 1ppt.co m/zilia o/ 范文下载：www. 1ppt.co m/fan wen/ 教案下载：www. 1ppt.co m/jiao an/
实技术中医学图像三维重建技术的意义。
网格生成模块 （+FE Module）
曲面建模模块 （+NURBS Module）
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。
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 7.2 医学图像三维重建软件简介
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。
/computer
教学 设计
本章教学设计
本 一、学习知识点制作演讲幻灯片 (参考教材、老师课件、网络检索)
三维医学影像数据 集成化处理平台 （ 3DMed ） 是 面 向 医 学影像数据的系统集 成平台，是基于普通 微机的三维医学影像 处理与分析系统。
3DMed软件界面
内容小结
本章中主要介绍了医学图像三维重建在国内研究的现状，三
内 容 维重建的相关概念、三维重建的技术方法，以及常见的医学图像三 小 维重建软件，通过学习，同学们可以进一步更好地体会医学虚拟现 结
1.获取二维医学断层图像
2.预处理断层图像
6.显示重建的结果
医学图像 三维重建
3.分割图像
5.三维重建
4.切片重组、插值
7.2.1 Mimics软件
Mimics是Materialise公司的交互式的医学影像控制系统， 即为Materialise‘s interactive medical image control system。