Visualização 3D de Imagens Médicas

Apresentação em tema: "Visualização 3D de Imagens Médicas"— Transcrição da apresentação:

1 Visualização 3D de Imagens Médicas
Leonardo Marques Rocha

2 Introdução O que é visualização Uso da visualização
“2: o ato ou processo de interpretar em termos visuais ou colocar na forma visual” – Webster’s Ninth New Collegiate Dictionary Dados [ imagens Uso da visualização Dia-a-dia Visualização científica Visualização médica

3 Motivação Visualização volumétrica a partir de imagens tomográficas:
MRI fMRI CT Aplicações da visualização 3D em Medicina Planejamento de cirurgias Diagnostico por imagem

4 Objetivos Visualização médica
Estudo de estruturas do cérebro através da reconstrução 3D Realimentação visual rápida Análise dos dados visualizados

5 Etapas de visualização
Aquisição Pre-processamento Filtragem (eliminação de ruído) Segmentação Classificação Representação Estrutura de dados com acesso eficiente Rendering Estimação de normais Tonalização

6 Aquisição A cena original é reamostrada para corrigir distorção
O voxel passa a ter dimensões isotrópicas

7 Pré-processamento Objetivos: Eliminar ruídos da aquisição
Identificação ou delineação de objetos: segmentação Realçar ou suprimir um subconjunto de voxels na visualização

8 Pré-processamento Segmentação: Voxels da cena que definem um objeto
Os objetos são rotulados Objeto é identificado pelo usuário Delineação manual ou automática Definição de superfície Cena rotulada

9 Classificação Atribuição de opacidade  aos voxels:
Binária ( Î {0,1}) Nebulosa ( Î [0,1])

10 Cena não-classificada
Classificação Mapeamento de características da cena Intensidade (brilho) Gradiente Estruturas de interesse devem ter alta opacidade Cena não-classificada Cena classificada

11 Reconstrução 3D Princípio de visualização: Ambiente de visualização:
Simular a visão do objeto pelo observador Ambiente de visualização: Observador Fonte de luz Cena Plano de projeção Visualização do objeto: Cena pode ser rotacionada em torno da origem Luz, observador e plano de projeção são rotacionados

12 Modelamento geométrico
Representação geométrica do voxel Pontos estruturados Problema de “dimensionalidade” Malha de triângulos Rendering da superfície Aceleração por hardware Deformação da malha

13 Rendering Algoritmo de simulação da trajetória de luz da fonte até o observador: Acesso eficiente aos voxels na ordem correta (visibilidade) Rotação Mrot Projeção e tonalização no plano da imagem

14 Representação: Estrutura de dados adequada para rendering
Eficiência em tempo de rendering Eficiência no uso de memória Tempo de rendering Facilidade de acesso aos voxels do objeto Otimização de acesso (coerência espacial) Uso de memória Armazenamento somente dos voxels do objeto Estrutura compacta

15 Implementação OpenGL 1.2:
void glTexImage3D ( GLenum target, GLint level, GLenum internalformat, GLsizei width, GLsizei height, GLsizei depth, GLint border, GLenum format, GLenum type, const GLvoid *pixels ) Aceleração por hardware a partir dos processadores nVidia FX

16 Exemplos

17 Desafios Identificação de orgãos e tecidos Visualização interativa:
Velocidade do algoritmo Acesso eficiente e coerência espacial Uso de memória Recursos limitados Qualidade de imagem Splatting x ray-casting