醫(yī)學(xué)圖像分割與三維重建.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像三維重建是通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)可視化以及人機(jī)交互等技術(shù)，把二維的醫(yī)學(xué)圖像序列轉(zhuǎn)換為三維圖像在屏幕上顯示出來，并根據(jù)需要為用戶提供交互處理手段的理論、方法和技術(shù)。圖像分割是進(jìn)行圖像三維重建的必要準(zhǔn)備，圖像分割效果的優(yōu)劣直接影響三維重建在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)圖像分割和三維重建將數(shù)字圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用在了在生物醫(yī)學(xué)工程中，該應(yīng)用涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等多種技術(shù)，該領(lǐng)域的研究多學(xué)

2、科交叉的，在醫(yī)學(xué)診斷、手術(shù)規(guī)劃及醫(yī)學(xué)教學(xué)等方面有很高的應(yīng)用價(jià)值，是近年來的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 醫(yī)學(xué)圖像分割與三維重建是兩個(gè)不可分割的相關(guān)領(lǐng)域。本文研究了基于區(qū)域的圖像分割和基于邊緣的兩種圖像分割方法在醫(yī)學(xué)圖像處理中的應(yīng)用，并在實(shí)驗(yàn)中利用ITK提供的區(qū)域生長法成功分割出肝臟、脊柱和肺臟等人體組織器官；三維重建算法分為兩類：面繪制和直接體繪制。面繪制從三維體數(shù)據(jù)中抽取目標(biāo)對象等值面，通過傳統(tǒng)的圖形學(xué)方法進(jìn)行渲染；體繪制技

3、術(shù)則將整個(gè)體數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化顯示，使醫(yī)生可以通過設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)節(jié)后觀察醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。本文研究了光線投射體繪制算法、錯(cuò)切變形法和基于紋理映射的體繪制算法，以及Marching Cubes面繪制算法的實(shí)現(xiàn)機(jī)制和適用范圍，并利用VTK提供的三維重建算法對不同人體部位的組織和器官實(shí)現(xiàn)了重建實(shí)驗(yàn)。 本文主要研究了醫(yī)學(xué)圖像分割與三維重建技術(shù)的應(yīng)用。在對醫(yī)學(xué)圖像分割和三維重建基礎(chǔ)理論以及三維重建相關(guān)的三維切割技術(shù)進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)的

4、基礎(chǔ)上，結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像分割開發(fā)工具包ITK(Insight ToolKit)和可視化開發(fā)包VTK(VislualToolKit)，以及ActiveX開發(fā)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像三維重建VolumeRenderX控件并通過MFC編程實(shí)現(xiàn)。這是一個(gè)面向?qū)ο?、可擴(kuò)展的跨IDE(IntergretedDevelopment Enviroment)開發(fā)平臺(tái)的開發(fā)控件，并針對實(shí)際應(yīng)用需求整合了重建參數(shù)調(diào)節(jié)和重建體剖切等多種實(shí)用功能，相對于傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)圖