面向輔助診斷的三維可視化算法的研發(fā)與實現(xiàn).pdf

1、醫(yī)學影像三維可視化系統(tǒng)是計算機科學和圖像處理在生物醫(yī)學工程上的重要應(yīng)用，它涉及數(shù)字圖像處理、計算機科學以及生物醫(yī)學等多個技術(shù)領(lǐng)域，是一項多學科交叉的研究課題。近年來，醫(yī)學影像三維可視化技術(shù)在計算機輔助診斷、手術(shù)規(guī)劃及模擬仿真、整形及假肢外科、放射治療規(guī)劃、解剖教學等方而起著越來越重要的作用。 本文從輔助診斷的應(yīng)用需求和醫(yī)學影像三維可視化的發(fā)展趨勢入手，對基本繪制方法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵算法進行了比較全面和詳細的研究，每一項研究都從醫(yī)

2、學應(yīng)用的角度進行了分析，力圖提供一個符合實際應(yīng)用需求又具有良好的可擴展性、能夠滿足進一步研究和開發(fā)需要的軟件系統(tǒng)。本文的主要工作涉及以下幾個方面： 為了充分利用各種已有算法，提高開發(fā)的效率，本文研究了通用的可視化開發(fā)包VTK。作為一個開源的軟件，VTK已經(jīng)集成了光線投射算法等多種可視化算法。VTK也有缺陷，它并不是專門針對醫(yī)學影像處理設(shè)計，且對于商品開發(fā)并不免費。 臨床用于輔助診斷的可視化技術(shù)包括多平面重建MPR、最大密

3、度投影MIP、最小密度投影MinIP、表面顯示SSD和體顯示VR等，其中MIP、MinIP、SSD、VR均屬于三維可視化技術(shù)，本文提出了使用光線投射算法實現(xiàn)這些技術(shù)的解決方案。采用預分類技術(shù)，包圍盒技術(shù)和光線提前結(jié)束技術(shù)加快了光線投射的繪制速度。比較全面地的模擬了Phong光照模型中的漫反射和鏡面反射，得到了比較真實的渲染效果。 本文將上述醫(yī)學圖像三維可視化算法應(yīng)用于肺癌計算機輔助診斷的系統(tǒng)，實現(xiàn)了對肺實質(zhì)、肺結(jié)節(jié)、肺血管以及肺