Algorytm wyznaczania ścieżki nawigacyjnej do automatycznego ruchu wirtualnej kamery w strukturach anatomicznych

• Autorzy: Skalski A. , Socha M. , Duplaga M.

Warianty tytułu

EN

Algorithm of centre path tracing for virtual camera automatic movement in anatomical structure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono nowy algorytm wyznaczania centralnej ścieżki nawigacyjnej w trójwymiarowych danych pochodzących z tomografii komputerowej. Algorytm wykorzystuje transformacje odległości, iteracyjny schemat przetwarzania charakterystycznych punktów ścieżki oraz interpolację metodą cubic spline do wyznaczeni gładkiej przestrzennej krzywej nawigacyjnej. Wygenerowanie ścieżki pozwala lekarzowi na łatwe przeglądanie przestrzennego komputerowego modelu struktur anatomicznych, takich jak drzewo oskrzelowe (wirtualna bronchoskopia) czy jelito grube (wirtualna kolonoskopia), a dzięki temu poszerza możliwości diagnostyczne lekarza. W artykule szczegółowo zaprezentowano algorytm przetwarzania danych prowadzący do wyznaczenia ścieżki oraz wyniki działania prezentowanych algorytmów w zastosowaniu do wirtualnej kolonoskopii.

EN

The paper presents a new algorithm of centre path computing of CT data. The algorithm uses distance transformation,characteristic points interaction processing and cubic spline interpolation. The centre path defining allows for easily determination of three-dimensional model of anatomical structures that might be viewed by physician. The described method is a novel approach at enhancing diagnostic capabilities of - for example - bronchial tree (v.b. - virtual bronchoscopy) or colon (v.c. - virtual colonoscopy). The authors present detailed process of practical application of given algorithm, focusing upon v.c.

Słowa kluczowe

PL

ścieżka centralna; wirtualna kolonoskopia; CT

EN

centre path; virtual colonoscopy; CT

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 53, nr 9 bis
• Strony: 421--424
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Skalski A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Metrologii

autor

Socha M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Metrologii

autor

Duplaga M.

• Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Collegium Medicum, Zakład Informacji Naukowej Instytutu Zdrowia Publicznego

Bibliografia

• [1] S. M. Frentz, R. M. Summers, „Current Status of CT Colonography”, Academic Radiology, vol. 13, 2006, pp. 1517-1531.
• [2] R. M. Summers, M. Franaszek, M. Miller, P. J. Pickhardt, J. Choi, W. R. Schindler, „Computer-aided detection of polyps on oral contrast-enhanced CT colonography”, American Journal of Roentgenology, vol. 184(1), Jan 2005, pp. 105-108.
• [3] N. Sezille, R. J. T. Sadleir, P. F. Whelan, „Automated synthesis, insertion and detection of polyps for CT colonography”, Opto-Ireland 2002, Proceedings of the SPIE, vol. 4877, 2003, pp. 183-191.
• [4] H. Yoshida, J. Näppi, P. MacEneaney, D. T. Rubin, A. H. Dachman, “Computer-aided Diagnosis Scheme for Detection of Polyps at CT Colonography”, Radiographics. vol. 22, 2002, pp. 963 979.
• [5] P. J. Pickhardt, A. J. Taylor, D. V. Gopal, „Surface Visualization at 3D Endoluminac CT Colonography: Degree of Coverage and Implications for Polyp Detection”, Gastroenterology, vol. 130, 2006, pp. 1582-1587.
• [6] Zhuowen Tu Zhou, X. S. Bogoni, L. Barbu, A. Comaniciu, D., „Probabilistic 3D Polyp Detection in CT Images: The Role of Sample Alignment”, Computer Vision and Pattern Recognition, 2006 IEEE Computer Society Conference, vol. 2, 2006, pp. 1544-1551,
• [7] K. Duda, M. Duplaga, „Automatyczna generacja ścieżki nawigacyjnej w drzewie oskrzelowym”, PAK 5bis 2006, Sympozjum Modelowanie i Pomiary w Medycynie, Krynica, 14-18 V 2006 str. 115-118.
• [8] A. Shahrokni, H. Soltanian-Zadeh, R. A. Zoroofi, „Fast skeletonization algorithm for 3D elongated objects”, Proceedings of the SPIE, Medical Imaging, vol. 4322, 2001, pp. 323-330.
• [9] J. P. Helferty, A. J. Sherbondy, A. P. Kiraly, W. E. Higgins, „System for Live Virtual-Endoscopic Guidance of Bronchoscopy”, Proceedings of the 2005 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR'05) - Workshops, vol. 3, pp. 68-76
• [10] W. Xie, R. P. Thompson, R. Perucchio, „A topology-preserving parallel 3D thinning algorithm for extracting the curve skeleton”, Pattern Recognition, vol. 36, 2003, pp. 1529-1544.
• [11] R. Sadleir, P. Whelan, „Fast colon centreline calculation using optimised 3D topological thinning”, Computerized Medical Imaging and Graphics, vol. 29(4) , 2005, pp. 251-258.
• [12] M. Sabry Hassouna, A. A. Farag, "3D Path Planning For Virtual Endoscopy," Proceedings of Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS'05), Berlin, Germany, 2005, pp.115-120
• [13] W. Xie, R. P. Thompson, R. Perucchio, „A topology-preserving parallel 3D thinning algorithm for extracting the curve skeleton”, Pattern Recognition, vol. 36, 2003, pp. 1529-1544.
• [14] R. Sadleir, P. Whelan, „Fast colon centreline calculation using optimised 3D topological thinning”, Computerized Medical Imaging and Graphics, vol. 29(4), 2005, pp. 251-258.
• [15] A. Vilanova, A, König, E. Gröller, “VirEn: A Virtual Endoscopy System”, Machine Graphics & Vision, Vol. 8(3), 1999, pp. 469-487.
• [16] L. Vincent, P. Soille, „Watersheds in digital spaces: An efficient algorithm based on immersion simulations”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 13(6), 1991, pp. 583-598.
• [17] Image Processing Toolbox For Use with MATLAB – User`s Guide Version 5, www.mathworks.com