三维人脑计算机图谱表面重建的层间轮廓线插值.pdfVIP

电子学报000216 电子学报 ACTA ELECTRONICA SINCA 2000 Vol.28 No.2 P.52-54 三维人脑计算机图谱表面重建的层间轮廓线插值 於文雪　罗立民　傅瑶　舒华忠　Bernard Gibaud 摘　要：　本文针对三维人脑计算机图谱问题，采用线性插值算法，给出了一种可用于序列图象的 高精度表面重建的层间轮廓线插值方法.该方法不仅对一般问题的效果良好，而且成功地解决了弹性 插值中不能解决的示例.对一系列数据的实验结果表明，它是一种可行的层间轮廓线插值方法，对医 学影像数据的三维重建和显示具有重要意义. 关键词：三维人脑计算机图谱；表面重建；层间轮廓线插值；最佳匹配点对；线性插值算法 分类号：TN911.73　文献标识码：A 文章编号：0372-2112 (2000) 02-0052-03 Intermediate Contour Interpolation for Computed Altas Surface Reconstruction of 3-D Human Brain YU Wen-xue,LUO Li-min,FU Yao,SHU Hua-zhong, Bernard Gibaud （Lab of SIM,University of Rennes,France） 1　引言 　　尽管用于医学诊断的成像方式繁多，但这些手段提供的大多是二维图像，而组织、器官本身却 是三维的，它们的几何形状、相对位置和空间分布等三维信息无法直接从这些二维图像中显示出来. 随着CT、MRI等成像技术的提高，由断层图像生成和提取人体的三维组织结构日益成为可能，这个 过程在图像处理和分析中叫做三维重建. 　　人脑是人体中结构最复杂的器官之一，脑内各部分遍布的神经和核团是协调和管理人体机能的 高级指挥中心.因此，研究脑的结构、尤其是脑深部的结构对认识人脑和治疗人脑疾病有着非常重要 的意义.尽管现有CT、MRI等技术为我们提供了比较详细的人脑内部结构图像，但是对于脑内部的某 些细微结构、特别是丘脑内部各核团(这些核团之间的边界非常模糊)，这些图像的分辨率还远远达 不到要求.鉴于以上原因，从标准二维脑图谱(如Spigele Wycis的“人脑立体定向解剖图谱”， Talairach等的“脑立体定向图谱”，陈玉敏的“国人脑内主要核团立体定向图谱”)中提取人脑核团 形态，建立一个三维结构功能性人脑计算机图谱是很有必要的. 　　建立三维结构功能性人脑计算机图谱的一个主要任务是重建出核团的表面并进行仿真显示.重建 核团表面的最简单方法是将分布于不同层面的二维图谱中同一核团的相应点直接连成三角形或多边 形贴面来形成核团表面.但是，由于给定图谱的层间距离太大或感兴趣对象太小或同一对象在不同层 file:///E|/qk/dianzixb/dian2000/0002/000216.htm（第 1／6 页）2010-3-22 16:57:15 电子学报000216 面中的形状差异太大，上述方法有时导致重建表面的畸变或缺失，而无法达到重建和显示的目的.解 决这个问题的办法之一是在相距较大的两个断层之间对轮廓线进行插值，以实现层间结构的合理过 ［1，2］ 度.为此，Lin等提出了一种叫做“弹性插值”的算法 被谱遍采用，但是，该算法对一些较复杂 ［1］ ［3，4］ 问题显得无能为力 .其它算法包括T.W.Sederberg等的线性插值算法、Zhang等的模糊插值 ［5］ 算法 等都可用于层间轮廓线插值.后几种方法原来是用于二维图像变形的，带有一定的局限性， 不能满足我们的需要. 　　为了满足三维人脑计算机图谱研究课题的需要，本文提出了线性插值算法.本算法不仅对原本相 似轮廓的插值效果良好，而且对形状差异大的轮廓线也能得到令人满意的结果. 　　文