基于改進(jìn)光線投射法的冠脈圖像三維重建

王逸夫，王瑜，邢素霞，王怡寧，易妍

1.北京工商大學(xué)人工智能學(xué)院，北京100048；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院，北京100730

前言

隨著核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）技術(shù)、計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography,CT）、超聲波以及電子內(nèi)窺鏡等醫(yī)學(xué)設(shè)備的快速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)診斷方式有了巨大的改變，通過醫(yī)學(xué)影像設(shè)備已經(jīng)可以得到人體內(nèi)部某一組織比較清晰的橫截面二維數(shù)字圖像，而連續(xù)二維數(shù)字圖像序列包含了人體內(nèi)各種器官的三維信息。在這種背景下，醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生［1-3］。

光線投射算法是一種應(yīng)用最廣泛的圖像三維重建算法，具有成像保真性高的優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)可視化領(lǐng)域有著良好的前景［4-5］。然而光線投射算法重建圖像的速度慢，難以滿足實(shí)時(shí)交互性的需求。目前提高重建速度可以從硬件和軟件兩個(gè)方面考慮，但由于硬件成本相對(duì)較高，限制了應(yīng)用范圍，因此，從算法進(jìn)行優(yōu)化成了主要手段。何楠等［6］采用預(yù)積分分類方法滿足奈奎斯特采樣定律，消除光線投射算法產(chǎn)生的木紋效應(yīng)，利用平行線切割投射光線的數(shù)學(xué)特性實(shí)現(xiàn)高效的插值方法，加速繪制速度。于水等［7］把體數(shù)據(jù)分成兩部分，利用八叉樹重構(gòu)并剔除空塊，使用圖形處理器對(duì)頂點(diǎn)集合進(jìn)行渲染并繪制圖形，加速繪制速度。胡春紅等［8］利用血管分支點(diǎn)和端點(diǎn)來優(yōu)化幾何變換矩陣中的平移向量，不僅能有效提高冠脈樹的三維重建精度，而且可獲得重建冠脈樹在第三角度下的精確投影圖像?！?br>