Rekonstrukce 3D obrazu karotidy z 2D in-vitro ultrazvukových snímků

Abstract

2D–3D rekonstrukce je proces tvorby objemu z 2D obrázků. Výsledkem rekonstrukčního procesu je ohad neznámých intenzit jednotlivých elementů vytvářeného objemu. Tento odhad je uskutečněn zpracováním původních 2D obrázků a využitím informací, které se v nich nachází. Cílem této práce je vypracovat metodu pro vytvoření 3D modelu karotidy z 2D in-vitro ultrazvukových obrázků bez informace o pozici. Karotida byla nasnímána ze dvou ortogonálních směrů. Výsledkem tohoto snímání jsou její transverzální a longitudinální řezy. Tyto řezy jsou v rekonstrukci použity nejprve k vytvoření dvou samostatných objemů. Tyto odhady objemů jsou poté vylepšeny a je z nich vytvořen finální 3D odhad. Registrace je použita v několika krocích navrhované metody pro kompenzaci chybějící informace o pozici jednotlivých řezů. Použitá metoda je vyzkoušena na uměle vytvořených i reálných datech. Výsledkem práce je 3D vizualizace vytvořeného objemu.

2D–3D reconstruction is the process of creating a volume from a set of 2D images. This reconstruction process results in an estimation of the unknown intensity values of all the individual volume elements. The estimation is done by processing the original 2D images and utilizing the information that can be found in them. The goal of this thesis is to develop a method to create a 3D model of the carotid artery from 2D in-vitro ultrasound images without their positional information. The carotid artery was scanned in two orthogonal directions, which resulted in the artery’s transversal and longitudinal 2D slices. These two sets of slices are used in the reconstruction process to first create two separate volumes. These volume estimations are then improved and fused into a final 3D estimation. Registration is used in several steps of the proposed method to compensate for the lack of information about the slices’ position. The proposed method is tested on both real and artificially created data. The result of this thesis is a 3D visualization of the created volume.