磁共振引導(dǎo)介入治療三維圖像顯示方法研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像三維顯示是能夠把計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及醫(yī)學(xué)圖像處理與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相結(jié)合的一門成像技術(shù)。通過計(jì)算機(jī)將從磁共振等醫(yī)療設(shè)備獲取的二維醫(yī)學(xué)切片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀顯示在屏幕上的三維圖像。醫(yī)學(xué)圖像三維顯示技術(shù)能促進(jìn)手術(shù)規(guī)劃、醫(yī)療診斷和輔助教學(xué)等工作的順利開展。
　　多年來，眾多學(xué)者和研究者都致力于醫(yī)學(xué)圖像三維顯示技術(shù)，即醫(yī)學(xué)圖像的面繪制重建技術(shù)和體繪制重建技術(shù)的研究。因光線投射體繪制技術(shù)能夠顯示精細(xì)的組織器官結(jié)構(gòu)，是最受歡迎的一種直接體繪制技術(shù)。但

2、是，光線投射體繪制中大量的計(jì)算限制了繪制速度，并且傳統(tǒng)的光線投射體繪制算法繪制的圖像有類似木紋的現(xiàn)象，視覺效果差。僅僅在保證繪制圖像的視覺效果和傳統(tǒng)的光線投射體繪制技術(shù)相近的前提下，一些研究者提出了提高光線投射體繪制的繪制速度的方法。
　　因此，本論文以光線投射算法為基礎(chǔ)對(duì)體繪制算法進(jìn)行研究，使得本文的優(yōu)化算法不但能夠改善圖像質(zhì)量，而且能夠提高繪制速度。本研究首先分析對(duì)比了傳統(tǒng)的光線投射體繪制算法先分類和后分類技術(shù)繪制的圖像結(jié)果，

3、選用效果較好的傳統(tǒng)光線投射體繪制算法的后分類算法作為參考算法;然后采用預(yù)積分分類方法和改進(jìn)的插值方法實(shí)現(xiàn)一種高效的光線投射體繪制優(yōu)化算法;最后，基于VTK搭建一個(gè)簡單的磁共振圖像三維顯示系統(tǒng)。本論文的主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)選定體繪制參考算法:分別用先分類和后分類光線投射體繪制算法繪制真實(shí)的病人磁共振數(shù)據(jù)，對(duì)比分析兩種分類方法繪制圖像的視覺效果可得，后分類光線投射體繪制圖像的視覺效果好，與現(xiàn)有的文獻(xiàn)結(jié)果一致。因此，本論

4、文中選用后分類光線投射體繪制算法作為參考算法。
　　(2)體繪制優(yōu)化算法:本論文采用預(yù)積分分類方法將分類的過程分為兩步，消除采樣頻率對(duì)傳遞函數(shù)的依賴性，同時(shí)采用平行平面切割直線的特性改善插值方法。本研究中采用體繪制圖像的均方誤差MSE函數(shù)和繪制圖像的峰值信噪比PSNR函數(shù)來評(píng)價(jià)參考算法和優(yōu)化算法的圖像質(zhì)量，并對(duì)其結(jié)果利用雙尾T檢驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的光線投射體繪制能產(chǎn)生視覺效果好的圖像。同時(shí)，利用多次繪制圖像的幀率平均數(shù)表明