3 boyutlu damar yapısının 3 keyfi açıdan alınmış iz düşüm görüntülerindeki kenarlardan elde edilmesi

Abstract

3B damar yapısının elde edilmesi insan sağlığı ve tedavisi açısından önem taşıyan bir araştırma alanıdır. Bu nedenle araştırmaya açık bu alanda yapılmış yoğun çalışmalar mevcuttur.Bu tezde üç keyfi açıdan alınmış kalp damarlarına ait anjiyo görüntüleri kullanılarak bu damara ilişkin 3B yapı oluşturulmuştur Bir damar eliptik kesit alanlarına sahip genelleştirilmiş silindirler ile modellenmiştir. Bu genelleştirilmiş silindiri oluşturmak için bir merkez eksene ve bu merkez eksen üzerine dik olarak yerleştirilecek elipslere ihtiyacımız vardır. Merkez eksen ve elipsleri elde etmek için damarların kenarları ve merkez çizgisi bilgisi damar parlaklık profillerine damar izdüşümü parametrik modeli uydurularak elde edilmiştir. Model parametrelerinin elde edilmesi için Marquardt-Levenberg doğrusal olmayan minimizasyon algoritması kullanılmıştır. 3 adet görüntüden elde edilmiş merkez çizgisi bilgisi ve bunlara ek olarak görüntülerin depolandığı DICOM dosyalarından elde edilen izdüşümü parametreleri kullanılarak damarın 3B merkez ekseni oluşturulmuştur. Merkez eksen elde edildikten sonra üç adet görüntüdeki kenar noktaları kullanılarak elipsler oluşturulmuş ve bu elipsler merkez eksen üzerine genelleştirilmiş silindir teorisine uygun olarak yerleştirilmiştir. Kübik Smoothing Spline yardımıyla merkez eksen ve elips parametreleri hem çoğaltılmış hem de yumuşatılarak damar üzerindeki devamlılık sağlanmıştır. 3D reconstruction of vessels is an important research area for human health and care.Thus there are lots of intensive studies in this open area. In this thesis a 3D representation of coronary vessels is reconstructed from its three angiographic images taken at arbitrary views. A vessel is modeled by generalized cylinders having elliptical cross-sections. To build this generalized cylinder one must have a medial axis and ellipses that can be placed on the medial axis orthogonally. To obtain the medial axis and ellipses the vessels edges and centerline information is extracted by fitting a parametric model of vessel projection. Marquardt-Levenberg nonlinear minimization algorithm is used to determine model parameters. By using vessel centerline information from three images, 3D vessel medial axis is reconstructed with the assistance of projection parameters obtained in DICOM files that the images are stored. Once the medial axis is reconstructed, ellipse parameters is obtained from three boundary points in three images of the vessel and placed on the medial axis according to generalized cylinders theory. Cubic smoothing spline is used to smooth and also interpolate medial axis and ellipse parameters to obtain continuity on the vessel.