醫(yī)學(xué)圖像的三維重建研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像三維重建是目前研究的熱點(diǎn)之一,是一個(gè)跨學(xué)科的研究領(lǐng)域,它將臨床上通過醫(yī)學(xué)影像技術(shù)得到的二維切片序列,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及圖形圖像學(xué)技術(shù),將二維切片代表的人體組織以立體的方式展現(xiàn)出來,醫(yī)生可以根據(jù)重建后的模型,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、移動(dòng)等操作,進(jìn)行多角度、多層次的觀察,甚至對(duì)病灶的大小、位置、形狀等能得到準(zhǔn)確的直觀的認(rèn)識(shí),能獲取比二維切片更多的信息,從而做出準(zhǔn)確的診斷。
　　本文首先對(duì)三維重建的概念和流程進(jìn)行了概述,對(duì)三維重建中的醫(yī)學(xué)

2、影像成像原理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理等技術(shù)做出了較為詳細(xì)的說明。其中二維切片序列的插值是三維重建的難點(diǎn),同時(shí)也是本文的研究重點(diǎn)。
　　由于在數(shù)據(jù)采集階段得到的數(shù)據(jù)并不是等分辨率的,即切片之間的距離大于切片上相鄰像素之間的距離,所以對(duì)三維數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,是三維重建不可或缺的一步。三維插值技術(shù)根據(jù)插值方式的不同,從整體上可以分為兩大類:基于場景的插值方法和基于對(duì)象的插值方法。在對(duì)現(xiàn)有的三維插值算法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,本文提出了一種新的用于二

3、值圖像序列的三維插值算法。由于現(xiàn)在的三維插值算法往往利用兩張相鄰的切片現(xiàn)有的插值算法一般都僅利用相鄰的兩張切片,得到這兩張切片之間的缺失的一系列切片,只是利用了局部信息,這樣的插值結(jié)果不能體現(xiàn)出二維切片序列的整體漸變走勢,甚至當(dāng)二維切片序列中的關(guān)鍵切片丟失時(shí),根據(jù)局部插值信息得到的結(jié)果與整體漸變走勢有可能是相反的。所以插值效果并不理想。針對(duì)這種情況,本文提出了一種針對(duì)二值圖像序列的基于三維物體表面全局信息的插值方法,并有效的利用了三維物

4、體的形狀信息,用多種曲線自適應(yīng)的將三維物體的表面曲線擬合出來的。本文將該算法應(yīng)用到模擬圖像和乳腺癌超聲圖像的重建上,實(shí)驗(yàn)證明,本文的算法能效果更佳。
　　最后,本文搭建了插值算法表面曲線對(duì)比平臺(tái)和醫(yī)學(xué)圖像的可視化的三維重建平臺(tái)。前者用MATLABGUI編寫,它通過分析插值得到的三維體表面曲線與原始三維體的表面曲線來展示插值算法的性能;后者提供面繪制和體繪制算法可以對(duì)模擬圖像和乳腺癌腫瘤的超聲圖像進(jìn)行重建,使用QT和VTK等技術(shù)將三