醫(yī)學(xué)圖像可視化中的重建技術(shù)方法研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像三維重建是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一門新學(xué)科，它運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計(jì)算過程中及計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形圖像在屏幕上顯示并進(jìn)行交互式處理。這樣極大的提高了計(jì)算數(shù)據(jù)的處理速度和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)計(jì)算上具和環(huán)境的現(xiàn)代化。因此醫(yī)學(xué)圖像三維重建有著深刻的實(shí)際應(yīng)用背景，目前，在診斷醫(yī)學(xué)、手術(shù)規(guī)劃及模擬仿真、放射治療規(guī)劃等方面都有了非常重要的應(yīng)用。因此，對醫(yī)學(xué)圖像三維重建的研究，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也有著很好的前

2、景。醫(yī)學(xué)圖像的三維重建包括對輸入圖像的預(yù)處理、圖像分割、模型構(gòu)建與繪制等主要研究內(nèi)容。嘗試不同的重建方法有利于解決醫(yī)學(xué)中的瓶頸問題。 本論文根據(jù)醫(yī)學(xué)圖像三維重建的實(shí)現(xiàn)方法，圍繞繪制方法，以及繪制開發(fā)平臺等方面展開工作。 在MATLAB平臺上進(jìn)行肝臟邊緣提取實(shí)驗(yàn)，利用文章[42]提供的人面部重建方法，采用MATLAB運(yùn)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行肝臟CT圖像格式轉(zhuǎn)換讀寫及圖像增強(qiáng)，反應(yīng)圖像結(jié)構(gòu)特征，并從二維圖像中分割出輪廓曲線，本文

3、采用20階傅立葉級數(shù)對圖像擬合，得到了效果很好的擬合曲線及輪廓曲線，并重建出肝臟三維圖片。 利用VTK+MFC編寫了基于VTK(Visualization ToolKit)的Marching Cubes面繪制三維重建程序，在計(jì)算等值點(diǎn)坐標(biāo)與法向量時(shí)，采用中點(diǎn)算法避免傳統(tǒng)線性插值消除了二義性面，并且改進(jìn)重建的效率，同時(shí)對等值面進(jìn)行了平滑處理處理，得到良好的重建效果。 利用MITK(Medical Imaging Toolk

4、it)+MFC編寫Raycasting算法的三維重建程序，使該程序能夠?qū)ICOM格式的CT切片數(shù)據(jù)重建出三維立體圖像，并能夠重建出肝臟血管。對體繪制中的光線投影體繪制(Ray Casting)編程實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對影響體繪制結(jié)果的各項(xiàng)因素也做了驗(yàn)證和分析。 本論文還討論了面繪制和體繪制的光學(xué)模型，二維圖形的幾何變換(旋轉(zhuǎn)、縮放)、立體模型的創(chuàng)建等內(nèi)容，Marching Cubes方法的改進(jìn)等，并在軟件系統(tǒng)中予以實(shí)現(xiàn)；研究了數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù)