醫(yī)學(xué)圖像三維可視化的研究及應(yīng)用.pdf

1、近年來,計算機(jī)斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)等各種醫(yī)學(xué)成像技術(shù)迅速發(fā)展,人們可以通過成像設(shè)備得到人體及其內(nèi)部器官的二維斷層圖像序列。在計算機(jī)中將斷層圖像序列重建成三維圖形數(shù)據(jù),顯示具有立體效果的三維模型,可以形象逼真地展現(xiàn)人體器官的三維結(jié)構(gòu)與形態(tài),為進(jìn)一步模擬操作提供視覺交互手段,提高醫(yī)療診斷和治療規(guī)劃的科學(xué)性及準(zhǔn)確性。
　　 本文介紹了基于面繪制的三維重建方法,基于面繪制的三維重建就是采用對物體的輪廓表面或等值面進(jìn)行

2、擬合而重建的方法?；诿胬L制的三維重建工作是在三維數(shù)據(jù)場中進(jìn)行的,涉及到三個重要的概念:三維數(shù)據(jù)場、體素和等值面。首先對這些概念進(jìn)行介紹。然后對基于面繪制的三維重建算法進(jìn)行簡要的介紹,并簡要分析了現(xiàn)存的各種面繪制方法的優(yōu)缺點。最后詳細(xì)介紹面繪制方法中的經(jīng)典算法-MC(Marching Cubes)算法,闡述了MC算法的基本思想及算法流程,并對算法中存在的二義性問題和表面重建網(wǎng)格的簡化方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
　　 采用二維圖像表現(xiàn)三維

3、空間中散亂數(shù)據(jù)點的分布組成,需要用到基于體繪制的三維重建技術(shù)。為了使生成的二維圖像能夠正確的反應(yīng)三維空間中可視化數(shù)據(jù),并使其具有真實感效果,我們使用光線投射算法、體數(shù)據(jù)的分類算法、體素和顏色透明度映射等算法和技術(shù)來合成對應(yīng)的二維圖像,并對提及的各種算法的基本原理和實現(xiàn)流程做了比較詳盡的介紹。由于原始光線投射算法的時間和空間復(fù)雜度很高,因此本文簡略介紹了相應(yīng)的加速算法,用來降低產(chǎn)生對應(yīng)圖像的時間和空間耗費(fèi)。
　　 本文根據(jù)對醫(yī)學(xué)圖

4、像的觀察和處理的基本需求,設(shè)計和開發(fā)了一個醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)。系統(tǒng)利用醫(yī)學(xué)圖像處理開發(fā)工具集作為開發(fā)的基礎(chǔ),實現(xiàn)了對醫(yī)學(xué)圖像的三維重建,可以通過表面繪制方法和實體繪制方法對模型進(jìn)行可視化。系統(tǒng)分為三個部分:數(shù)據(jù)輸入輸出子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)和可視化子系統(tǒng)。每個部分又包含多個模塊,模塊之間分工明確,接口一致。整個三維可視化系統(tǒng)以數(shù)據(jù)處理為中心,使得對數(shù)據(jù)的處理非常高效?？梢暬酉到y(tǒng)是系統(tǒng)最重要的部分,這部分實現(xiàn)了多種高質(zhì)量的可視化方