利用并行处理快速从2D MRI切片进行3D体积图像重建

磁共振成像(MRI)是一种非侵入性成像技术,可以详细描绘解剖特征。它可以帮助对标本器官进行功能分析,但非常昂贵。本文提出了两种方法:(i)从沿单轴的人类脊柱和脑部二维(2D)MRI图像序列中进行虚拟三维(3D)重建,(ii)生成缺失的切片数据。我们的方法有助于保留捕捉对象的边缘、形状、大小以及内部组织结构。沿单一轴的原始2D切片序列被划分为较小的等分部分,然后使用保存边缘的Kriging插值方法来预测缺失的切片信息进行重建。为了加速插值过程,我们使用了多进程技术,在并行核心上进行初始插值。从得到的3D矩阵中,应用剪切变换来估计代表$Z$轴上2D块的边缘,并使用提出的平均中值逻辑来最小化模糊效果。最后,为了可视化,子矩阵被合并成最终的3D矩阵。接下来,将新生成的3D矩阵分割成体素,并应用Marching Cubes方法来获取用于视觉化的近似3D图像。据我们所知,这是使用Kriging插值和多处理技术进行3D重建的首个方法,相似度图像比较指标的准确率约为98.89%。与使用单核处理相比,即使对于大型输入数据集,使用多进程技术也将重建所需的时间减少了约70%。

论文链接:http://arxiv.org/pdf/2303.09523v1

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