Visualización 3d - ImageN-A image-a

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VISUALIZACIÓN
PROCESAMIENTO DE IMÁGENES DIGITALES
G 34
García Pegado, Ignacio
Gómez Sotelo, Antonio R.
Pérez Moreno, Carlos R.
Serrano Martín, Jorge
Descripción general

Introducción

Conceptos básicos

Algoritmos de visualización

Sección

Normal Projection

Average Projection

Maximum Intensity Projection

Aplicaciones

Software utilizado

Bibliografía
Introducción (I)

3D Image Processing Algorithms
N. Nikolaidis, Ioannis Pitas
2001
 Capitulo
7: Visualization
Introducción (II)

Problema
 Estudiar
la configuración tridimensional y relaciones
anatómicas de una estructura representada en
imágenes 2D.
 Vital
importancia en radiología (RM, US, TAC…)
Introducción (III)

Objetivo
 Representar
objetos de manera fotorealista para
extraer información sobre su estructura tridimensional.
Conceptos básicos (I)

Vista general:
Adquisición de datos
usando MR, US, TAC
Procesamiento de los datos
(filtrado, segmentación, etc.)
Exploración usando
técnicas de visualización
Conceptos básicos (II)

Tomografía
 Procesado
de imágenes
por secciones.
MRI, TAC, PET

Composición
 Métodos
de combinación de dos o más imágenes.
Conceptos básicos (III)

Planos de corte:
En anatomía:
 Axial
o trasversal
 Sagital
 Coronal
Conceptos básicos (IV)

Objetos 3-D
Conceptos básicos (V)

Formato DICOM

DICOM no es solo un formato de archivo, es también un
protocolo de red sobre TCP diseñado para almacenar y
transmitir datos médicos.
Cabecera con campos estandarizados
 Imágenes o conjuntos de fotogramas (JPEG y otros)

Conceptos básicos (VI)

Técnicas de visualización
 Procesos
de tratamiento de objetos tridimensionales de
forma que sus características puedan ser observadas.
 Existen
varios métodos, usados especialmente en
investigación biomédica y aplicaciones clínicas.
Algoritmos (I)

Técnicas:
 Visualización
 Exploración
por sección
de la estructura interna del volumen. La imagen
resultante es computada por sección del volumen con los
planos definidos por dos ángulos
Algoritmos (II)

Visualización por proyección de intensidades

Proyección de los datos tridimensionales a una imagen
bidimensional que simula una imagen 3D.
 Proyección normal
 Proyección media
 Proyección


de intensidad máxima
Algoritmos comunes de recorrido del volumen y creación de la
superficie.
Varía el valor del píxel
Algoritmos (III)

Es decir,
Algoritmos (IV)

Normal projection


La proyección se compone con el valor de intensidad del
primer vóxel de cada rayo.
Pseudocódigo:
float normalIntensity = I[0]; // variable que almacenará el
// valor de intensidad del primer
// punto
Algoritmos (V)

Average projection


La proyección se compone con el valor de intensidad
media de cada rayo.
Pseudocódigo:
I[0 .. n] //es el array de valores de intensidad de los puntos
float averageIntensity = I[0]; // variable que almacenará el valor
// medio de intensidad, inicialmente
// asignado a la intensidad del primer
// punto
for (i = 0; i <= n; i++) {
averageIntensity = averageIntensity + I[i];
}
averageIntensity = averageIntensity/n;
Algoritmos (VI)

Maximum intensity projection (MIP)


La proyección de compone con el mayor valor de
intensidad en un rayo de vóxeles.
Pseudocódigo:
I[0 .. n] //es el array de valores de intensidad de los puntos
float maxIntensity = I[0]; // variable que almacenará el máximo
// valor de intensidad, inicialmente
// asignado a la intensidad del
// primer punto
for (i = 0; i <= n; i++) {
if (maxIntensity < I[i])
maxIntensity = I[i];
}
Algoritmos (VII)

Algunas características
Dos proyecciones desde puntos de vista opuestos dan el mismo
resultado.

Permite visualización muy rápida y efectiva de estructuras densas
(vasos contrastados, hueso).

Algoritmos (VIII)

Los fragmentos de calcio, más
densos que el contraste,
oscurecen la información de la
luz vascular y además no
permiten observar lo que se
encuentra detrás de ellos.
Aplicaciones (I)

TAC actuales generan cortes sumamente delgados (hasta
0.5 mm)


Cada corte tiene una resolución espacial muy alta, pero un corte por sí
solo no permite hacernos una idea de la configuración tridimensional
de la estructura que estamos analizando.
Al combinar muchos cortes y superponerlos, podemos mantener esa
resolución espacial y al mismo tiempo hacernos una idea de el curso de
esa estructura a través del volumen de adquisición.
Aplicaciones (II)

Renderizado de volúmenes

Técnicas de proyección son rápidas computacionalmente, pero los
resultados 2D no proporcionan una buena sensación de
profundidad

Creación de animaciones a partir de renderizado de varias proyeciones
MIP desde puntos de vista ligeramente cambiados.

Sensación de rotación
Aplicaciones (III)

MIP es el método más utilizado
Ejemplo: cáncer de pulmón
PET
TAC
Angiografía
Software utilizado

Eikona 3D

Específicamente diseñado para aplicaciones médicas:
- PET, MRI, CT

Apropiado para operaciones sobre volúmenes de datos:
- Transformaciones geométricas 3D
- Segmentación de regiones 3D
- Detección de aristas 3D
- Análisis volumétrico y de sombras
- Renderizado 3D de superficies y volúmenes

EIKONA3D Basic $499 USD
EIKONA3D Enhancement Edition with Volume Visualization and Surface
Rendering modules $999 USD

Software utilizado

OsiriX 3.0

Disponible solo para MAC

Dedicado a imágenes DICOM y ámbito médico

Visualizador 2D, 3D, 4D, 5D

Proyecto desarrollado en Objective-C (C OO)

Software libre (disponible en sourceforge.com)
Bibliografía

3-D Image Processing Algorithms
 N.

Interactive Volume Rendering For Medical Images
 K.

Orhun
Técnicas de reconstrucción tridimensional
 O.

Nikolaidis, I. Pitas
C. Ávila, E. Barrientos, C. González
Wikipedia
Ruegos y preguntas
Gracias por vuestra atención
García Pegado, Ignacio
Pérez Moreno, Carlos R.
Gómez Sotelo, Antonio R.
Serrano Martín, Jorge

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