基于GPU的2D-3D医学图像配准 被引量：3

1

作者 党建武 杭利华 +1 位作者 王阳萍 杜晓刚 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第4期306-309,共4页

在2D-3D医学图像配准中,数字影像重建(DRR)的生成与相似性测度是最重要同时也是最耗时的两个配准步骤。针对配准过程中计算量大、耗时长的问题,将模式强度与梯度相结合,简化模式强度相似性测度的计算量,同时利用图形处理器(GPU)的多线... 在2D-3D医学图像配准中,数字影像重建(DRR)的生成与相似性测度是最重要同时也是最耗时的两个配准步骤。针对配准过程中计算量大、耗时长的问题,将模式强度与梯度相结合,简化模式强度相似性测度的计算量,同时利用图形处理器(GPU)的多线程并行计算在GPU上完成DRR生成与相似性测度,引入梯度下降与多分辨策略对配准过程进行优化,完成整个配准过程。通过与多种相似性测度方法以及基于CPU的配准的比较,表明该方法在很好地兼顾配准精确度的同时,配准速度得到了大大提高。 展开更多

关键词 2D-3D医学图像配准 数字影像重建 模式强度 图形处理器 梯度下降

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基于CUDA的2D-3D配准技术的研究 被引量：4

2

作者 徐建 秦安 +1 位作者 卜祥磊 冯前进 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第11期56-59,共4页

Nvidia从GeForce8系列开始,在显卡上推出统一计算设备框架技术,使GPU的通用计算(GPGPU)从图形硬件流水线和高级绘制语言中解放出来,开发人员无须掌握图形学编程方法即可在单任务多数据模式(SIMD)下完成高性能并行计算。在医学图像分析中... Nvidia从GeForce8系列开始,在显卡上推出统一计算设备框架技术,使GPU的通用计算(GPGPU)从图形硬件流水线和高级绘制语言中解放出来,开发人员无须掌握图形学编程方法即可在单任务多数据模式(SIMD)下完成高性能并行计算。在医学图像分析中,图像配准通常是一个耗时的过程,不利于临床应用,为了加速医学图像的2D-3D配准过程,研究了CUDA的设计思想和编程方式,提出了一种基于CUDA并行编程模型的加速配准新技术,在构建的虚拟X线摄像系统下,采用并行计算的方式快速生成高质量DRR图像,以对应像素的灰度值残差作为相似性测度,使用Powell优化方法寻找最优变换。实验结果表明,该技术既很好地保持了配准精度,同时又大大提高了配准速度,加速比达到了十几甚至几十倍。 展开更多

关键词 医学图像 2D-3D图像配准 数字影像重建 图形处理器 统一计算设备架构 虚拟X线摄像系统

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基于ITK的数字重建放射影像重建算法与应用 被引量：1

3

作者 闫锋 罗月童 +2 位作者 龙鹏程 李佳 黄善清 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期212-214,共3页

数字重建放射影像在放射治疗计划系统中广泛应用,有多种实现方法,ITK是开源的图像分析和处理的开发包,广泛应用于医学图像处理等领域;文章在讨论DRR图像的基本原理基础上,介绍了一种基于ITK的数字重建影像成像算法,并将该算法应用于自... 数字重建放射影像在放射治疗计划系统中广泛应用,有多种实现方法,ITK是开源的图像分析和处理的开发包,广泛应用于医学图像处理等领域;文章在讨论DRR图像的基本原理基础上,介绍了一种基于ITK的数字重建影像成像算法,并将该算法应用于自主开发的精确放疗系统,效果良好。 展开更多

关键词 数字重建放射影像 开发包 放疗计划系统

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一种离体牙三维重建装置的构建 被引量：3

4

作者 杨俊 张海峰 +1 位作者 高原 范兵 《口腔医学研究》 CAS CSCD 2008年第5期498-500,共3页

目的:构建一种基于口腔数字化X线设备的离体牙三维重建装置(three-dimensional Reconstruction De-vice,3DRD)。方法:以牙科专用X线片机(Gendex 765DC)作为射线源,数字化X线成像系统(RVG)作为二维探测器,设计研制载物台,构成3DRD,对收... 目的:构建一种基于口腔数字化X线设备的离体牙三维重建装置(three-dimensional Reconstruction De-vice,3DRD)。方法:以牙科专用X线片机(Gendex 765DC)作为射线源,数字化X线成像系统(RVG)作为二维探测器,设计研制载物台,构成3DRD,对收集的离体牙进行投影,然后采集数据并进行迭代重建,生成断面图像和三维图像。然后以μCT扫描后生成的图像作为参照,使用计算机辅助检测软件对3DRD生成的可视化图像进行分析和评价。结果:3DRD能够构建离体牙的三维图像,但与μCT比较在某些细微结构如细小的根管侧支所构建图像的分辨率略差。结论:3DRD为牙体形态的研究提供一种经济而无损的三维成像途径,拓展了原有数字化X线设备的应用范围。 展开更多

关键词 三维重建 口腔数字化X线设备 牙体形态

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基于局部方差采样的2D/3D医学图像配准技术 被引量：3

5

作者 刘达 谢永召 +1 位作者 倪自强 王烁 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期827-832,共6页

为了提高医学图像引导治疗系统中2D/3D图像配准精度和鲁棒性,提出了一种基于灰度方差采样的局部等级相关的相似度测度方法。该方法首先将2D图像进行子区域分割,并根据子区域灰度方差进行采样,排除图像中对配准贡献小的像素区域,然后求... 为了提高医学图像引导治疗系统中2D/3D图像配准精度和鲁棒性,提出了一种基于灰度方差采样的局部等级相关的相似度测度方法。该方法首先将2D图像进行子区域分割,并根据子区域灰度方差进行采样,排除图像中对配准贡献小的像素区域,然后求取剩余子区域归一化局部等级相关和。由于等级相关不依赖图像之间的线性关系,所以对不同能量等级的图像配准收敛特性好。脊柱模型CT数据与模拟X射线图像配准实验结果表明,采样率为30%时,配准精度达到(0.21±0.03)mm,以平均目标误差小于5mm为准,算法的收敛率达到96%。 展开更多

关键词 2D 3D配准 等级相关 手术导航 X射线图像 数字重建影像

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单能CT生成双能CT图像的方法及图像质量评估 被引量：2

6

作者 朱险峰 霍杰 +2 位作者 董洋 袁智勇 冯远明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期68-73,共6页

双能CT能够产生选择性消去某种组织的图像,为肿瘤诊断提供更可靠依据。但是由于成本与辐射剂量增高等问题,目前双能CT并未应用于肿瘤放疗领域。介绍一种由单能CT图像转换生成双能CT图像的方法。此方法将单能CT图像转换到另外能量上并与... 双能CT能够产生选择性消去某种组织的图像,为肿瘤诊断提供更可靠依据。但是由于成本与辐射剂量增高等问题,目前双能CT并未应用于肿瘤放疗领域。介绍一种由单能CT图像转换生成双能CT图像的方法。此方法将单能CT图像转换到另外能量上并与原始CT图像结合,构成双能CT图像。该方法仅对患者进行单次单能量扫描,对于节约成本和降低病人辐射剂量有重要的意义。通过仿体实验验证了该方法模拟产生的CT图像与在该能量实际扫描的CT图像具有良好的一致性。此外,选取10例肺部肿瘤患者的单能CT图像,利用提出的方法,转换为双能CT图像,并验证了双能CT图像生成的消除骨性结构减影DRR图像中肿瘤辨别能力较单能CT有不同程度的提高。 展开更多

关键词 双能CT 双线性转换算法 双能减影算法 drr

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基于CUDA的数字重建影像生成算法 被引量：3

7

作者 杜晓刚 党建武 王阳萍 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期301-305,共5页

鉴于数字重建影像生成过程具有良好的并行性,实现了一种基于CUDA并行计算的数字重建影像生成算法。该算法首先在CPU端使用八叉树结构来剔除体数据中的空体素并将其载入GPU;然后在GPU中根据光线和线程的对应关系,设计光线内核函数来模拟... 鉴于数字重建影像生成过程具有良好的并行性,实现了一种基于CUDA并行计算的数字重建影像生成算法。该算法首先在CPU端使用八叉树结构来剔除体数据中的空体素并将其载入GPU;然后在GPU中根据光线和线程的对应关系,设计光线内核函数来模拟一束X线穿透人体组织的衰减过程;最后在GPU中由多线程并行执行内核函数来完成DRR图像生成过程。实验结果表明,该方法在保证DRR生成质量的前提下能有效利用GPU的并行计算能力,提高DRR图像的生成效率,满足图像引导放疗中对DRR生成过程的实时性要求。 展开更多

关键词 数字重建影像 计算统一设备架构 图像引导放疗

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基于CUDA的数字化放射图像重建算法 被引量：3

8

作者 朱奭 常晋义 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第5期1577-1580,共4页

为了提高重建图像的速度及质量,利用CUDA(compute unified device architecture)架构下GPU(graphic processing unit)的多核并行运算能力,将光线投射的几何变换、场景遍历和渲染三个步骤在可编程图像硬件中实现,降低模拟所需的时间;利... 为了提高重建图像的速度及质量,利用CUDA(compute unified device architecture)架构下GPU(graphic processing unit)的多核并行运算能力,将光线投射的几何变换、场景遍历和渲染三个步骤在可编程图像硬件中实现,降低模拟所需的时间;利用3D纹理、光线程基元的同步遍历机制及不透明度提前终止,在不影响成像质量的前提下,减少生成最终模拟效果所需的时间。实验结果表明,该算法不仅可以提高重建的速度,而且成像质量较好。 展开更多

关键词 统一计算设备架构 数字化放射图像重建 并行技术

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硬件加速的数字化放射图像重建算法 被引量：4

9

作者 陈为 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期683-688,共6页

数字化放射图像重建技术被广泛应用于癌症放射治疗中,包括诊断、术前规划及术内辅助提出一种两步法硬件加速数字化放射图像重建算法第一步将光线投射的三个步骤,即几何变换、场景遍历和渲染,完全在可编程图形硬件中实现,从而快速模拟了X... 数字化放射图像重建技术被广泛应用于癌症放射治疗中,包括诊断、术前规划及术内辅助提出一种两步法硬件加速数字化放射图像重建算法第一步将光线投射的三个步骤,即几何变换、场景遍历和渲染,完全在可编程图形硬件中实现,从而快速模拟了X 光线的衰减过程;第二步利用浮点精度纹理和render to texture功能,快速模拟出高质量的X 光线的负片曝光效果实验结果表明,该算法能高质量地交互重建数字化放射图像。 展开更多

关键词 数字化放射图像 X-光线 图形硬件加速 光线投射

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一种基于光场的数字重建影像快速生成算法 被引量：4

10

作者 刘鹏 高军 +1 位作者 雷勋祖 周凌宏 《南方医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1537-1539,共3页

数字重建影像(DRRs)是图像引导放射治疗(IGRT)中一项关键技术,它广泛应用于2D-3D图像配准中,用来确定病人在治疗期间的位移误差。因为传统的DRRs重建算法-光线跟踪法生成速度慢,所以它是整个配准过程的瓶颈。本文对计算机图形学的光场... 数字重建影像(DRRs)是图像引导放射治疗(IGRT)中一项关键技术,它广泛应用于2D-3D图像配准中,用来确定病人在治疗期间的位移误差。因为传统的DRRs重建算法-光线跟踪法生成速度慢,所以它是整个配准过程的瓶颈。本文对计算机图形学的光场重现理论进行延伸,用光线跟踪法建立光场,再插值重建任意视点的DRRs图像。由于许多计算在预处理阶段完成,所以大大的提高了DRRs图像的生成速度(85ms),并得到令人满意的图像效果。 展开更多

关键词 数字重建影像 光场 图像引导放射治疗

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基于新投影模型的利用图像均匀性的RayCasting加速方法

11

作者 魏嵬 贾晓未 贾克斌 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1155-1160,共6页

计算机仿真投影图像(digitally reconstructed radiograph,DRR)在计算机辅助医学领域有着广泛的应用,特别是二维三维图像配准对仿真投影图像生成的效率有着苛刻的要求.提出了一种新的投影模型,该模型可有效地分离投影图像中物体的尺度... 计算机仿真投影图像(digitally reconstructed radiograph,DRR)在计算机辅助医学领域有着广泛的应用,特别是二维三维图像配准对仿真投影图像生成的效率有着苛刻的要求.提出了一种新的投影模型,该模型可有效地分离投影图像中物体的尺度变换和投影失真的耦合度,提高仿真投影图像尺度的可控性.同时提出基于图像内容均匀性的RayCasting改进算法,加速针对光线的积分过程.实验表明:针对均匀性较好的数据,改进算法的效率较传统RayCasting算法有一定提高,同时改进算法生成的仿真投影图像的边缘具有较高的精确度. 展开更多

关键词 计算机仿真投影图像(drr) RayCasting 图像内容均匀性 二维三维图像配准

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改进的数字重建影像快速生成算法

12

作者 罗博博 贠照强 +3 位作者 卢振泰 林仁回 张娟 冯前进 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第5期1743-1749,共7页

为解决临床骨科手术导航系统的实时性问题,提高数字重建影像(DRRs)的生成速度,提出了一种改进的数字重建影像快速生成算法。基于光线投影算法的DRRs生成原理,采用CUDA硬件加速,引入大步长与只采样骨性结构相结合的降采样重建DRRs。实验... 为解决临床骨科手术导航系统的实时性问题,提高数字重建影像(DRRs)的生成速度,提出了一种改进的数字重建影像快速生成算法。基于光线投影算法的DRRs生成原理,采用CUDA硬件加速,引入大步长与只采样骨性结构相结合的降采样重建DRRs。实验结果表明,该算法不仅在速度上具有很明显的优势而且能保证获取的DRRs和临床X线图像的精确配准,满足了临床应用的实时性要求。 展开更多

关键词 数字重建影像 光线投影 降采样 计算统一设备架构 骨科手术导航

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