计算3d结构的中心线

Question

我有一个分段（病理性）气管的3D矩阵。 3D矩阵由多个横向二进制切片组成。使用matlab，我使用以下代码构建了3D可视化的气管：

xVec = 1:size(matrix,2);
yVec = 1:size(matrix,1);
zVec = 1:size(matrix,3);
axis equal
hold on
W = smooth3(matrix,'box',5);
p = patch(isosurface(xVec,yVec,zVec,W));
isonormals(xVec,yVec,zVec,matrix,p);
set(p,'FaceColor',[0.7 0.05 0.05],'Edgecolor','none');
daspect('auto')
view([-12.5 24]);
camlight HEADLIGHT
lighting gouraud
lightangle(160,20)
set(gca,'ZDir','reverse');
material([1 1 1])
axis off
set(gca,'color','none')

哪个生成这样的图像：

<< img src =“ https://image.soinside.com/eyJ1cmwiOiAiaHR0cHM6Ly9pLnN0YWNrLmltZ3VyLmNvbS80VUU1Ui5wbmcifQ==” alt =“病理气管”>

我对整个气管的直径感兴趣，此刻，我使用regionprops计算每个横向切片的直径，但是如您所见，气管是弯曲的，这导致我高估了气管的直径。气管部分有很多偏差。我想我需要计算3d中心线，然后计算垂直于该中心线的直径，但是我不知道这样做的有效方法。有人可以帮我吗？非常感谢。

更新：我想到了一个解决方案，但结果不理想。使用bwmorph函数，我发现了每个切片的结构边界（因此气管内腔）。之后，我从原始矩阵中减去该边界，这使我拥有位于气管内部的所有元素。对于每个切片，我收集气管内的所有元素，然后检查某个切片内的所有这些元素与整个气管内腔中最接近的元素的距离。我认为该切片中的元素是最接近内腔元素的最大距离，因此它是该特定切片的中心。结果如下：

您可以看到中心线非常弯曲。我认为这是因为我的矩阵分辨率很低（由于平滑，3D结构看起来非常好）。此外，通过从灰度（我的dicom图像）到二进制的转换，我得到了很多有用的信息。因此，我想改善结果的一种方法是使用一种算法，该算法也考虑图像中像素的强度。有人知道这样做的方法吗？

Answer 1

这可能是一个过分的简化，但是您不能使用for循环在Z矩阵中建立索引，并且对于每个级别使用类似的方法，然后使用idx2sub（）创建图像的多边形切片。然后，以下软件包可能会帮助您找到多边形切片的中心（CenterX和CenterY）。

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/319-polygeom-m

之后，使用直径=（abs（max（X-ceterX））+ abs（min（X-centerX））很简单。

祝你好运，多么出色的形象！