CT三维重建综述

CT三维重建主要有六种基本后处理方法

 

  • 多层面重建(MPR)

  • 最大密度投影(MIP)

  • 表面阴影遮盖(SSD)

  • 容积漫游技术(VRT)

  • 曲面重建(CPR)

  • 虚拟内镜技术(VE)

多层面重建(MPR)


多层面重建是最基本的“三维”重建成像方法,是二维的图像序列,和我们最熟悉的轴位图像是一个“家族”的。

MPR适用于任一平面的结构成像,以任意角度观察正常组织器官或病变,可以显示腔性结构的横截面以观察腔隙的狭窄程度、评价血管受侵情况、真实地反映器官间的位置关系等。

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最大密度投影(MIP)


最大密度投影是将一定厚度(即CT层厚)中最大CT值的体素投影到背景平面上,以显示所有或部分的强化密度高的血管和/或器官,简单原理和图像是酱紫的:

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由于这种方法显示的是一定层厚图像中CT值最高的体素,所以变化层厚会对图像产生影响:

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层厚5mm 层厚15mm

肿么样,是不是觉得层厚5mm的MIP图像上门脉有狭窄,而层厚15mm的MIP图像上门脉是正常的?

由于MIP常用来显示血管的走行(问我为啥常用来显示血管?因为增强CT上血管比周围组织器官亮啊~),所以层厚的选择很重要,既不能太薄(血管的部分管腔可能在层厚以外),又不能太厚(周围组织器官有干扰),这是很考验放射科大夫的技术和临床经验的。

下面给大家比较下MPR和MIP的图像:

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可以看到,MIP图像中的血管连续性更好。

MIP这种技术有个双胞胎——最小密度投影(minIP),和MIP正好相反,反映的是一定层厚图像中CT值最的体素,所以常用来显示胆道、气道等组织结构。

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表面阴影遮盖(SSD)


表面阴影遮盖是将操作者的眼睛作为假设光源方向,投射到CT值在设定阈值以上的体素上则不再透过继续成像,仅呈现所有表面体素的集合立体图形,适用于显示CT值与其他结构相差较大的组织结构成像……(天地良心,我说的真是中文,如果觉得理解不了,继续看下文……)说得接地气些,SSD图像就像是黑白的塑形图像,所以临床上主要用于显示骨骼病变或是结肠CT重建:

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容积漫游技术(VRT)


这种三维成像功能非常强大,形态及色彩逼真,绝对是CT三维重建中的“高富帅”,可以对动静脉血管、软组织及骨结构等进行立体塑形成像,也可以显示支气管树、结肠及内耳等结构,对于复杂结构的成像有一定优势。

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VRT图像直观生动,深受广大医生的喜爱,称得上是辅助诊断、显示病变的大杀器,但是我们要注意一点:VRT图像的伪彩设置很重要,不恰当的伪彩设置会将血管外层像素过滤掉,显示的血管狭窄的程度会比真实情况严重。

曲面重建技术(CPR)


这种重建技术是在一个维度上选择特定的曲线路径,将该路径上得所有体素在同一平面上进行显示,可以一次评价曲度较大的结构如脾动脉、胰管、冠状动脉等管状结构的全长情况:

CT三维重建综述
CT三维重建综述

胰管

CPR可以观察管腔结构的腔壁病变(如斑块、狭窄等),也可以观察管状结构与周围结构的位置关系,但CPR所显示的不是正常的解剖结构和关系(它是把管状结构拉直了看),同时需要多个角度曲面重建以完整评价病变。

虚拟内镜技术(VE)


这种CT重建图像可以模拟各种内镜检查的效果,它是假设视线位于索要观察的管“腔”内,通过设定一系列的参数范围,即可看到管“腔”内的结构:

CT三维重建综述

CT三维重建综述

当然,在CT领域三维可视化方法还有应用比较广的Marching Cube算法,参见:http://paulbourke.net/geometry/polygonise/,博客文章等。

另外,后面抽空学习一下opengl和VTK软件方面的知识,现在搜集了一下这方面的资料:

-------opengl学习--------

1.http://nehe.gamedev.net/

   知名的OpenGL教程, 此教程最大的特点是提供了针对不同平台、不同编译器、不同语言的各种版本。你不用考虑自己用的是Linux/Windows、VC/BC、C++/Java/C#/VB,甚至D语言,你都能找到对应的版本。除了这些教程,在Nehe Productions你还能下载到各种很cool的Demo,相当多的一部分都提供源代码。http://nehe.gamedev.net/data/downloads/download.asp?letter=0-9

2.http://www.ultimategameprogramming.com/

   有100个免费的OpenGL教程,内容涉及很多八叉树、BSP、Cg、GLSL、各种纹理映射技术等,还有OpenAL、Ray Tracing的教程。该网站还推出了一本教你制作游戏引擎的书《Ultimate Game Programming with DirectX》,暂时还没有中文翻译版。

3.http://www.codesampler.com/

   有关于OpenGL、DirectX的很多教程、而且还定时更新一些东西,不过最近该链接打开不了,不知道暂时出了什么问题。

4.http://www.lighthouse3d.com/opengl/

   有针对View Frustum、GLSL、Math、Billboarding、Picking、Terrain、Display Lists、GLUT各专题的教程。其中关于GLUT、Terrain部分讲解都非常详细。一般的教程网站都是通过一段代码展示OpenGL的某种渲染效果,如果没有图形学背景很难理解其原理,该网站对所列每项技术的来龙去脉,相关算法都有比较详细的说明,会让你理解更加深刻。

5.http://www.gametutorials.com/

   有很多有特色的教程,比如一个小的2D RPG教程,可惜现在大部分代码都不能免费下载。

6.http://www.ozone3d.net/tutorials/index.php

   有关于OpenGL、GLSL、Direct3D的教程,还有很多其它有用的资料、工具下载。

7.http://www.swiftless.com/tutorials/opengl/opengltuts.html

   OpenGL、GLSL、DirectX、Physics、Math等相关教程,看着很不错。

8.http://www.morrowland.com/apron/tut_gl.php

   教程的内容包含OpenGL基本变换、纹理映射等,也有一些有趣的Demo,可惜没有提供源码下载。

9.http://www.coolgroups.com/

10. http://www.videotutorialsrock.com/

   OpenGL****,是全英文的,看****还有一个好处就是不经意间能学到作者编程时的一些细小技巧。

11. https://learnopengl.com/

对应中文opengl学习网站:

https://bullteacher.com/category/zh_learnopengl_com

从入门指南到高阶,比较适合新手。

12. http://blog.csdn.net/column/details/13062.html

CSDN的专栏,讲述opengl3.3.

 

-------VTK学习--------

 

VTK 是开放源码的*软件系统,应用于图像处理、计算机图形学和科学计算可视化,国内外被广泛用于各行各业。VTK的主页:https://www.vtk.org/ 。找到的教程:

1. http://blog.csdn.net/wishchin/article/details/12996693

2. 书籍:《VTK图形图像开发进阶_张晓东,罗火灵编著》,《VTK Users Guide》

3. http://blog.csdn.net/shenziheng1/article/category/6114053/5

4. 视频:Study_VTK_Together, https://pan.baidu.com/s/1pMJdt9p 密码:awum

推荐的VTK学习资源
1、《VTK User's Guide》这本书主要介绍VTK类库的应用,由Kitware公司出版。
2、《The Visualization Toolkit: An Object-Oriented Approach To 3D Graphic》是《VTK User's Guide》配套的教科书,深入讲解了许多可视化算法、数据结构等。
3、《Source》是KitWare公司按季度发行的刊物,里面涵盖了KitWare公司的所有开源项目。在线访问地址为http://www.kitware.com/media/thesource.html
4、Insight Journal(http://insight-journal.org/)是学习VTK非常有参考价值的网站。用户可以通过这个网站向VTK社区贡献自己的代码,也能下载别人上传的代码。

-------PCL学习--------

pcl主页:http://www.pointclouds.org/

pcl中文博客:https://www.cnblogs.com/li-yao7758258/category/954066.html

参考:

http://blog.csdn.net/zhuangxiaobin/article/details/52863276

http://blog.csdn.net/webzhuce/article/details/52004621

http://www.360doc.com/content/15/1107/17/8224347_511466699.shtml#