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 5/12/

Введение Томография 5/12/ uted_tomography_of_human_brain_-_large.png

Сравнение методов визуализации 5/12/20124 МозаикаОбъёмный рендеринг Полигональная модель Дополнительные вычисления Представление трёхмерной структуры Компьютерное моделирование Численный анализ

Постановка задачи Получение полигональной геометрической модели 5/12/ uted_tomography_of_human_brain_-_large.png

Действия автоматического подхода 5/12/ Чтение DICOM набора 2 Фильтрация 3 Сегментация 4 Выделение областей 5 Извлечение подизображений 8 Запись в OBJ файл 6 Алгоритм Альфа-Форм 7 Триангуляция

Архитектура системы 5/12/20127 Input / Output Insight Segmentation and Registration Toolkit (ITK) DICOM Standard OBJ File format Types Geometry Filters Point Cloud Library QPoly Image Import DICOM Export DICOM Export OBJ Hounsfield MinIntensity Components Separation Fast Triangulation Qpoly Triangulation Segmentation Internal Modules External Components

Фильтры Фильтр на основе шкалы Хаунсфилда ВеществоHU Воздух1000 Легкие700 Мягкие тканис 300 по -100 Жир84 Вода0 Кровьс +30 по +45 Мышца+40 Костьс +700(Губчатая кость) по (Плотная кость) 5/12/20128

Фильтры Сегментация на основе шкалы Хаунсфилда 5/12/20129 Слой КТ изображенияКости : 400 HUЛегкие: -700 HU

Итеративный подход построения геометрии 5/12/ Фильтр + Сегментация + Извлечение областей изображения Фильтр Хаунсфилда + Разделение несвязных областей

Примеры работы алгоритма альфа-форм 115/12/2012 Количество точек = Количество точек =

Примеры работы алгоритмов триангуляции 5/12/ 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

Примеры работы алгоритмов триангуляции 5/12/ An Integrating Approach to Meshing Scattered Point Data (error = 1e-005, quadric error metric = 2.0)

Пример построения полигональной модели для анатомических объектов 5/12/ Слой КТ изображенияВыделение костейОблако точек ( точек )

Пример построения полигональной модели для анатомических объектов 5/12/201215

Применения полигональной геометрической модели 5/12/ S gr2.jpg _data/Heart_Valve_new.htm Био-механическое моделирование Численный анализ анатомических структур Виртуальная и симуляционная хирургия Комьютерная диагностика

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) 5/12/201217