基于體繪制技術(shù)的三維醫(yī)學(xué)圖像可視化平臺研究.pdf

1、三維醫(yī)學(xué)圖像可視化技術(shù)是體可視化技術(shù)的一個(gè)重要的分支，是隨著計(jì)算機(jī)斷層成像，核磁共振成像，超聲成像等醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用而迅速發(fā)展起來的。三維醫(yī)學(xué)圖像可視化技術(shù)通過對各種方式獲取的二維數(shù)字?jǐn)鄬訄D像序列進(jìn)行三維重建，從而得到人體組織的三維體數(shù)據(jù)。這些三維體數(shù)據(jù)能為醫(yī)學(xué)診斷，手術(shù)規(guī)劃，治療中的監(jiān)控等提供更為完整的信息。由于三維體數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)，可提供直觀表達(dá)體數(shù)據(jù)的手段，因而成為醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域重要的研究方向。如何將這些三維數(shù)據(jù)準(zhǔn)

2、確而直觀地表現(xiàn)出來，是三維醫(yī)學(xué)圖像可視化技術(shù)研究的主要任務(wù)之一。 VolPack庫是在Shear-Warp算法的基礎(chǔ)上開發(fā)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的函數(shù)庫，但是本文在研究的過程中發(fā)現(xiàn)該函數(shù)庫的模塊概念不夠明確，尤其是在算法流程的實(shí)現(xiàn)上難以閱讀和理解。因此，本文基于重構(gòu)的思想，以工廠方法模式為中心實(shí)現(xiàn)了一個(gè)C++應(yīng)用程序框架——VolPlus。該應(yīng)用程序框架具備了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想的諸多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)清晰，易于擴(kuò)展。 然后，本文基于軟

3、件工程分層設(shè)計(jì)的思想，在VolPlus框架的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)MFC應(yīng)用程序，初步完成了一個(gè)三維醫(yī)學(xué)圖像可視化平臺。該平臺不但驗(yàn)證了VolPlus框架易于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)，而且該平臺還具有良好的人機(jī)界面，通過鼠標(biāo)的拖動就可以即時(shí)地從不同的角度觀察人體組織，在計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)和圖像指導(dǎo)治療中有一定的應(yīng)用價(jià)值。 接下來，本文在人體解剖學(xué)假設(shè)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)人體組織的體數(shù)據(jù)中各個(gè)體素的值都直接反映了該體數(shù)據(jù)中人體組織的密度分布規(guī)律。因此，本文基于

4、人體組織的密度直方圖的概念對體數(shù)據(jù)中不同的人體組織進(jìn)行虛擬分割，從而提供有針對性地對不同組織的顯示和隱藏。通過直接對體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方式來實(shí)現(xiàn)人體組織的虛擬分割是一種簡單，直觀，快速的處理方式。最后，本文在研究體數(shù)據(jù)分割算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)可以利用對體數(shù)據(jù)中部分體素直接賦零值的操作來獲取指定位置和角度的人體組織的剖面信息。通過這樣處理之后的體數(shù)據(jù)所繪制出來的三維醫(yī)學(xué)圖像，可以直接觀察人體組織的虛擬解剖效果，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。