(医学三维重建)MATLAB体绘制算法:多层面重建(MPR)

(医学三维重建)MATLAB体绘制算法:多层面重建(MPR)


by HPC_ZY


算法原理

体绘制中比较特殊的一种,因为它的输出是各种切面。
就好比用刀切开一个物体,再用相机拍下切面的样子;
在这里插入图片描述

因此我们只需要定义一个平面网格,再把网格点所在位置的体像素值提取出来即可。
在这里插入图片描述


代码实现

  1. 数据准备
    关于model怎么生成,请查看三维体数据的生成
% 不得不说的事:
% 这个model是从医院拿的DICOM数据,然后事先读取进来的。
% 也不一定非得医学图像,你可以用任意你自己准备好的三维数据。
% 再简单一点讲,model就是一个M*M*D的数组,里面很很多数值,就能用来重建。
model = im2double(model); % 模型
[mRows,mCols,mDims] = size(model); % 模型尺寸
  1. 参数设定
    为了保证整个物体都能显示,所以切面尺寸设置为三维中最大的。也可以设置的很小,显示局部信息。
% 切面尺寸(推荐使用默认设置,当然你可以自行设置)
M = max([mRows,mCols,mDims]);
N = max([mRows,mCols,mDims]);
% 切面分辨率(推荐使用默认设置,当然你可以自行设置)
ms = 512;
ns = 512;
% 采样进度
precison = ([M,N]-1)./([ms,ns]-1);
% 切面中心(推荐使用默认设置,当然你可以自行设置)
mCenter = ([mRows,mCols,mDims]+1)/2;
% 切面旋转角(这个请随意改,就能从不同角度观察目标)
alpha = 0;
beta = 0;
gamma = 0;
  1. 网格生成
% 转为弧度
alpha = alpha/180*pi;
beta = beta/180*pi;
gamma = gamma/180*pi;
% 初始化网格
mesh.x = zeros(M,N);
mesh.y = zeros(M,N);
mesh.z = zeros(M,N);
% 计算网格
for r = 1:ms
    for c = 1:ns
        % 赋初值
        x = 1+(r-1)*precison(1);
        y = 1+(c-1)*precison(2);
        z = 0;
        % {中心旋转}
        % 移至原点
        x = x-mCenter(1);
        y = y-mCenter(2);
        % x轴逆时针旋转
        tmp = [x,y,z]; % 避免旋转中覆盖原值
        y = tmp(2)*cos(alpha)-tmp(3)*sin(alpha);
        z = tmp(2)*sin(alpha)+tmp(3)*cos(alpha);
        % y轴逆时针旋转
        tmp = [x,y,z]; % 避免旋转中覆盖原值
        x = tmp(1)*cos(beta)+tmp(3)*sin(beta);
        z = -tmp(1)*sin(beta)+tmp(3)*cos(beta);
        % z轴逆时针旋转
        tmp = [x,y,z]; % 避免旋转中覆盖原值
        x = tmp(1)*cos(gamma)-tmp(2)*sin(gamma);
        y = tmp(1)*sin(gamma)+tmp(2)*cos(gamma);
        % 移回中心
        mesh.x(r,c) = x+mCenter(1);
        mesh.y(r,c) = y+mCenter(2);
        mesh.z(r,c) = z+mCenter(3);
    end
end
  1. 数据采样
im = zeros(ms,ns);
% 注:为演示原理没有使用interp3()函数
for r = 1:ms
    for c = 1:ns
        % 此处使用最近邻插值
        x = round(mesh.x(r,c));
        y = round(mesh.y(r,c));
        z = round(mesh.z(r,c));
        if x>=1&&x<=mRows && y>=1&&y<=mCols && z>=1&&z<=mDims
            im(r,c) = model(x,y,z);
        end
    end
end

测试结果

模型尺寸为512x512x400
左上(alpha = 0,beta = 0,gamma = 0)
右上(alpha = 90,beta = 90,gamma = 0)
左下(alpha = 0,beta = 90,gamma = 0)

在这里插入图片描述


其他

  1. 三个基本平面为:水平面,矢状面,冠状面。如下图,
    在这里插入图片描述

  2. 关于我文中的model,是利用手里的dicom数据生成的,具体方法可参考文献一文献二。如果你还没有dicom数据,可以用MATLAB自带的核磁图像进行测试,调用方法如下:

load mri;
  1. 有任何问题欢迎讨论,最后还是把测试代码上传
    (包含上述完整代码,以及基于MATLAB优化的代码,不含测试数据)
    https://download.csdn.net/download/xsz591541060/11372959
    如果你买了年VIP,请果断下载。

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转载自blog.csdn.net/xsz591541060/article/details/92793100
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