基于GPU的改進(jìn)型血管重建方法.pdf

1、逆向工程經(jīng)過多年的發(fā)展之后取得了很大的進(jìn)步，本項(xiàng)目主要將逆向工程技術(shù)運(yùn)用到應(yīng)用到數(shù)字醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)人體大多數(shù)器官組織的重建，本文主要實(shí)現(xiàn)了血管三維重建及相關(guān)算法的改進(jìn)，改進(jìn)主要集中在兩個(gè)方面:加速和平滑。平滑即對(duì)重建效果通過熱傳導(dǎo)方程平滑和VTK平滑;加速即利用CUDA對(duì)MC算法和熱傳導(dǎo)平滑算法進(jìn)行加速。通過這兩點(diǎn)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)重建過程的優(yōu)化。
　　血管的三維重建利用了現(xiàn)在比較常用的MC算法，利用醫(yī)學(xué)DICOM

2、格式的CT圖像提取出血管的邊緣信息，根據(jù)這些有用的信息進(jìn)行二值化處理，并轉(zhuǎn)化為bmp格式的圖像，再將提取出來的bmp圖像通過MC算法合成立體器官。在三維重建的過程中，模型成像質(zhì)量和模型構(gòu)建速度是關(guān)鍵判定指標(biāo)。
　　基于GPU的熱傳導(dǎo)算法是將所有已經(jīng)處理好的bmp圖像保存到GPU中，通過CUDA強(qiáng)大的并行運(yùn)算將盡量多的點(diǎn)進(jìn)行熱傳導(dǎo)運(yùn)算，重新調(diào)整bmp圖像的像素值，以便形成更加準(zhǔn)確的圖像。通過實(shí)驗(yàn)證明通過GPU加速的熱傳導(dǎo)方程在圖像平

3、滑速度上有了質(zhì)的提高。
　　針對(duì)移動(dòng)立方體算法長(zhǎng)期存在的成像效果差、等值面提取速度慢等問題，本文利用CUDA的非常強(qiáng)的并行計(jì)算能力與CPU協(xié)同實(shí)現(xiàn)等值面的提取，并且會(huì)將提取好的數(shù)據(jù)保存起來以供后期處理的使用。當(dāng)需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理的時(shí)候再進(jìn)行調(diào)用，避免CPU和GPU過多的進(jìn)行交互操作。通過實(shí)驗(yàn)證明，比起常規(guī)的MC算法，基于GPU的MC算法提取等值面的速度會(huì)大大的提高。
　　然后利用VTK函數(shù)庫(kù)進(jìn)一步對(duì)生成的結(jié)果進(jìn)行顯