基于Talairach圖譜的腦部組織結(jié)構(gòu)的三維重建方法研究.pdf

1、近年來(lái)關(guān)于人腦的研究工作成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一大研究熱點(diǎn)，其中引人注目的一項(xiàng)研究?jī)?nèi)容是數(shù)字化腦圖譜的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。腦圖譜的三維可視化在以后的手術(shù)計(jì)劃的制定、虛擬手術(shù)的操作以及教學(xué)應(yīng)用中有著舉足輕重的作用。Talairach-Tournoux圖譜(也稱Talairach圖譜)是目前臨床上被醫(yī)生廣泛參考的腦圖譜之一。該圖譜來(lái)自于一個(gè)尸體標(biāo)本，通過(guò)對(duì)尸腦標(biāo)本斷層切割，在矢向斷面勾勒腦部各組織結(jié)構(gòu)，以彩色繪圖形式描述腦部解剖結(jié)構(gòu)信息。該圖譜中的鄰近斷

2、層之間的間隔一般都比較大，間隔一般為2mm到5mm。對(duì)于Talairach圖譜的這一特點(diǎn)，采用目前比較常用的三維重建方法(如Marching cube算法)很難達(dá)到理想的重建效果，本文提出一種基于形狀插值(shape-based interpolation)的方法重建腦圖譜中的組織結(jié)構(gòu)。首先提取Talairach圖譜中指定組織結(jié)構(gòu)的輪廓，采用多邊形近似將其邊緣輪廓進(jìn)行逼近，當(dāng)兩個(gè)輪廓之間達(dá)到最大相似度的匹配效果時(shí)再利用形狀特性插補(bǔ)出中間

3、需要的輪廓；其次將所有輪廓分為簡(jiǎn)單輪廓組(一對(duì)一)和復(fù)雜輪廓組(一對(duì)多或多對(duì)多)，對(duì)于簡(jiǎn)單輪廓組，采用基于NURBS的方法(NURBS-based method)重建三維表面，而對(duì)于復(fù)雜輪廓組，則采用基于距離映射方法(distance map-based method)來(lái)重建三維表面；最后實(shí)現(xiàn)各三維表面之間的光滑拼接，形成該組織的三維表面。在Talairach圖譜中，由于某一層的輪廓會(huì)出現(xiàn)一對(duì)多、多對(duì)多的情況，所以在找到了上下層之間輪廓