ボリュームデータから骨のモデル化を行う方法.

matlab環境内で,100枚のdicom画像　二次元の骨のスライス画像（グレースケール画像）512*512を使用して,以下のモデルを作成しようとしています

自分が行ったことは,二次元スライス画像のスタックを行い,ボリュームデータを作成し,等値面を生成した後、三次元表示を行いました。しかし,望んでいるモデルとはかけ離れたものが出力され,手も足もでない状況です.どうすれば上図のように出力が可能になるのでしょうか？ご教授していただけると幸いです.宜しくお願いします.

以下に,作成したプログラムと,出力結果を以下に示します.

clear; clc; close all; % 初期化

fileFolder = fullfile(pwd); % 画像の読込み (フォルダ内の数枚の断面画像)
dcmFiles = dir(fullfile(fileFolder,'*.dcm'));
numfiles = length(dcmFiles);
dcm = dicomread(dcmFiles(1).name);
grayscale = zeros(size(dcm,1),size(dcm,2),numfiles);% 三次元配列への拡張
for k = 2:numfiles
  grayscale(:,:,k) = dicomread(dcmFiles(k).name); %格納
end

data = cast(grayscale,'uint8');

vol = isosurface(data,100)%任意の輝度の値で等値面を作成
figure;
patch(vol, 'FaceColor','red', 'EdgeColor','none');
view(-40,24)                  % 視点の位置
daspect([1 1 0.3])            % X,Y,Z方向のアスペクト比の設定
colormap(gray); box on; camlight; lighting gouraud; % 照明等各種設定　
sec = isocaps(data, 5);   % 等値断面（等値面を作ったときの端の切断面）
patch(sec, 'FaceColor','interp', 'EdgeColor','none'); shg; % 等値断面の表示

Answer 1

[Hiroyuki Hishida]

こんにちは

良い方向に向かわれているように見えますし、間違えてもいないと思います。ただ、画像に対して閾値処理（等値面生成も基本はこれ）することについて、少し確認されれば良いようには思います。

医療用のCTの場合、測定データは、空気の輝度値が-1000、水の輝度値が0になるよう、校正されてから画像になるのが基本です。これをハンスフィールドユニットと言います。こうすることのご利益の一つに、部位ごとにおよその輝度値（CT値）が定まることがあります。

画像を加工する人からすると面倒なこととして、画素のビット数がケースバイケースだということがあります。これについては、読みこんだdicomでご確認ください。今回の画素は何ビットになってるでしょうか？だとすると、ハンスフィールドユニットの考えはそのまま使えるのか、何か処理をしないといけないかがわかると思います。

骨の輝度値については、ハンスフィールドユニットについて調べていただくとして、実はそんなことを知らなくても、ヒストグラムからわかったりもします。 グレースケール画像の場合、ほとんどの場合、黒い部分の輝度値（画素値）は低く、白い部分の画素値は高いです。CT画素において骨は白いことを考えると、閾値はどうすれば良いでしょうか？

そもそも、画像の閾値処理って？という場合は、MATLAB 画像　閾値処理でググってみてください。ヒントが見つかると思います。

CTについての文書はたくさんありますが、例えば以下などをもとに、CT画像はそもそもなんなのかということを確認されると、良いかもしれません。 http://www.fujita-hu.ac.jp/~tsujioka/education/ct-study.pdf

なお、CTと混同されることの多いMRIは、また別の物理現象をみていますのので、ご注意ください。

頑張ってみてくださいませ。 菱田

[virgo kk]

有難うございます。勉強してみます。

Answer 2

[Hiroyuki Hishida]

こんにちは。

どういうデータを読み込んでいるかわかりませんが、閾値の選び方の問題のように感じます。

簡単のために、骨が写っているスライス画像を１枚読み込んでみて、その画像データを histogram で輝度値の分布をみてみるのはいかがでしょうか？真っ白になっている部分≒骨の部分　とみなせると思いますので、その輝度値を確認して、isosurface　を作られると良いかと思います。

もしくはですが、お使いのMATLAB のバージョンは不明ですが、volumeViewer で３次元画像を読み込み、表示方法を工夫してみるのも一つの手かと思われます。

いかがでしょうか？

菱田　　

[virgo kk]

回答有難うございます.

一枚の画像に対して,ヒストグラムで輝度値の確認

作成した三次元画像をVolumeViewerで表示をさせてみます

ver2017bですので可能だと思います.取り掛かってみます。

[virgo kk]

まず読み込んだスライス画像を添付します。

一枚の画像に対してヒストグラムを表示しました。

この場合適切な輝度値というのは,3*10^4でよろしいでしょうか？

また,画像の読み込み時のデータの扱いが適切でないでしょうか？

下にワークスペースの画像を示します

宜しくお願いします