医学图像重建与可视化技术

在该算法中，假定原始数据是离散的三维空间规则数据场，为了在这 一数据场中构造等值面： 用户先给出所求等值面的值C 。 如果某体元一个角点的函数值大于或等于C，则将该角点赋值为1，并
称该角点位于等值面之内；
如果该角点的函数值小于C，则将该角点赋值为0，并称该角点位于等 值面之外。 根据这一原理就可以判断所求等值面将与哪些体元相交，或者说将穿 过哪些体元。
3. 面绘制技术
A . 面绘制方法 ：
首先是从体数据中抽取一系列等值面，并用多边形拟
合近似。 再通过图形学算法显示出来。 由于表面可以简洁地反映复杂物体的三维结构 ， 因 此在医学图像中边界面轮廓是用于描述器官的最重要特
征。
3. 面绘制技术
B. 所谓等值面
在一个网格空间中由在某点上的采样值等于一定值
象和临床经验，缺乏直观性和准确性。
重建后的三维模型能够真实地再现组织或器官的表面轮廓，改善可视 化的质量。对重建模型施以剖切，可以方便地观察到内部组织或病变
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体的形状、大小及位置，更好地进行诊断。
1.医学图像重建与可视化技术
三维医学图像的可视化技术又被称为三维医学图像的生成与显示技术，
可视化技术是通过对数据遍历、变换并作为图像进行显示，以获得对数 据更深层次的理解。 可视化技术处理的中心问题是数据，它不仅包含了计算机图形学、成像 技术，还包含了软件设计、用户界面方法学等相关技术。 医学图像可视化处理的过程如下： 首先：通过CT、MRI等方式获取原始数据，
2.体数据的多平面重建技术
曲线截面示意图
在c所示的正交平面图上根据需要作一条不规则的曲线，用于确定正交 图像中的一组象素值，曲线上每一点象素值代表了体图像中相同位置纵深 方向上的一行象素值，d就是沿图c中轨迹曲线展开所形成的截面图像，图d 的每一行象素用图5c中轨迹曲线相应的每一点的象素生成。
2.体数据的多平面重建技术
斜截面示意图 图像d为体图像a、b、c中沿交线切割后所形成 的截面图像。
2.体数据的多平面重建技术
C. 曲线截面
所谓曲线截面是指沿一曲线切割形成的截面。
很多体图像中需要截取部分的轮廓常常呈现出曲线 形态，使用多平面或斜截面的二维图像是不可能获取这 种曲线形态的，而曲线截面技术可以解决这种问题。
三维重建绘制技术:
一类是通过几何单元拼接拟合物体表面而忽略材料的内 部信息来描述物体三维结构的,称为基于表面的三维面 绘制方法(surface fitting)，又称为间接绘制方法； 另一类是直接将体素投影到显示平面的方法，称为基于
体数据的体绘制方法(direct volume rendering)，又称
的所有点组成的集合。
最具代表性的是： 移动立方体（Marching Cubes）算法 剖分立方体（Diving Cubes）算法 立方体（Cuberile）算法等。
3. 面绘制技术
C. 移动立方体（Marching Cubes）算法
本质是从一个三维数据场中取出一个等值面，故又被称为“等值面提取”算法。
为直接绘制方法。 体数据的多平面重建方法：又叫切片法，是一种介于两
者之间的体数据可视化技术， 在实际绘制中， 只显现
用户感兴趣的观察面信息。
2.体数据的多平面重建技术
由序列断层医学图像形成三维数据场后，体数据为各向
同性，即体数据在空间内三个方向上具有相同的象素灰 度，就可以用平面方程:x＋y＋z＋h=0进行体数据切割， 从而获得该截面内的体素分布图像。 如指定截面方程为:x＋h=0、y＋d=0、z＋d=0，即可分 别获取符合医生习惯的冠状面、矢状面、水平面的断层 图像。 通常以多窗口的方式来显示多平面图像，如果将同一个
户感兴趣的空间实体显示出来。
2.体数据的多平面重建技术
B. 斜截面切片
复杂的多平面重建方法不是的在标准正交平面上进
行取向，而是指定任意方向的截面显示，这就是斜截面。 斜截面上的图像如果不是各向同性的，计算就相当 困难，正确的斜截面图像的生成就不能仅靠简单的体素 重组方式，而需要通过其它很多计算机图像处理技术及 可视化技术的协助。
方向上相邻多平面图像在屏幕的同一个窗口内进行显示，
就能够提供各层次之间结构变化的可视化机制，增强了 三维结构视觉综合能力。
2.体数据的多平面重建技术
A. 冠状面、矢状面、水平面切片法
x＋h=0、y＋d=0、z＋d=0
先在三维空间中创建一个“ 切平面” ， 使得切平 面穿过待处理的体数据。这样体数据中被切平面穿过的 图像信息会映射到该平面上， 即用切片切割的方式把用
1.医学图像重建与可视化技术
自从上个世纪70年代CT技术发明以来，三维医学图像重建技术在现 代临床医学中起着越来越重要的作用。 所谓三维重建技术是指通过对一系列的二维图像进行边界识别分割等
处理，重新还原出被检测物体的三维图像。
传统上，医生通过对获取的二维CT、MR等图像进行想象或加工还原 出被检查对象的三维结构，这种方法很大程度上依赖于医生的主观想
医学图像重建与可视化技术
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内容
1
医学图像重建与可视化技术
2 3
体数据的多平面重建技术
面绘制技术体绘制技术
4
体绘制技术
1.医学图像重建与可视化技术
可以通过计算机断层技术(CT)、磁共振成像(MRI)、正电子计算 机断层扫描（PET）和超声(US)等医学影像技术得到病人病变部 位的一组二维断层图像。二维平面图像主要用于显示平面图像中
然后：通过数字分析等多种方法对获取的原始数据进行变换，
之后：将变换后的数据映射到适合用户表达的形式， 最后：进行绘制并显示。 医学图像的三维可视化技术主要包括三维重建绘制的预处理技术及绘制 技术。在对体数据进行绘制之前要对图像数据进行改善图像画质、分割 标注、匹配融合等预处理操作。
1.医学图像重建与可视化技术
人们感兴趣的区域。
在目前的成像检查中，通常是获取人体某个部位的一系列冠状、 矢状截面的影像。
如果需要了解某个空间取向的截面图像，就需要通过从三维图像
中进行生成，所以可以通过三维体图像生成及显示一张观察效果 最佳二维图像，以更好的辅助诊断。 通过研究对象的一组平行截面图重建物体的三维图像是计算机图 形学和医生的一个重要的研究方向。