醫(yī)學圖像分割與三維重建.pdf

1、醫(yī)學圖像三維重建是通過計算機圖形學、數(shù)字圖像處理技術、計算機可視化以及人機交互等技術，把二維的醫(yī)學圖像序列轉換為三維圖像在屏幕上顯示出來，并根據(jù)需要為用戶提供交互處理手段的理論、方法和技術。圖像分割是進行圖像三維重建的必要準備，圖像分割效果的優(yōu)劣直接影響三維重建在醫(yī)學領域的應用。醫(yī)學圖像分割和三維重建將數(shù)字圖像處理技術和計算機圖形學應用在了在生物醫(yī)學工程中，該應用涉及到計算機圖形學、圖像處理技術、生物醫(yī)學工程等多種技術，該領域的研究多學

2、科交叉的，在醫(yī)學診斷、手術規(guī)劃及醫(yī)學教學等方面有很高的應用價值，是近年來的計算機應用技術的一個研究熱點。 醫(yī)學圖像分割與三維重建是兩個不可分割的相關領域。本文研究了基于區(qū)域的圖像分割和基于邊緣的兩種圖像分割方法在醫(yī)學圖像處理中的應用，并在實驗中利用ITK提供的區(qū)域生長法成功分割出肝臟、脊柱和肺臟等人體組織器官；三維重建算法分為兩類：面繪制和直接體繪制。面繪制從三維體數(shù)據(jù)中抽取目標對象等值面，通過傳統(tǒng)的圖形學方法進行渲染；體繪制技

3、術則將整個體數(shù)據(jù)進行可視化顯示，使醫(yī)生可以通過設置適當?shù)膮?shù)調節(jié)后觀察醫(yī)學數(shù)據(jù)的三維內部結構信息。本文研究了光線投射體繪制算法、錯切變形法和基于紋理映射的體繪制算法，以及Marching Cubes面繪制算法的實現(xiàn)機制和適用范圍，并利用VTK提供的三維重建算法對不同人體部位的組織和器官實現(xiàn)了重建實驗。 本文主要研究了醫(yī)學圖像分割與三維重建技術的應用。在對醫(yī)學圖像分割和三維重建基礎理論以及三維重建相關的三維切割技術進行研究和實驗的

4、基礎上，結合醫(yī)學圖像分割開發(fā)工具包ITK(Insight ToolKit)和可視化開發(fā)包VTK(VislualToolKit)，以及ActiveX開發(fā)技術，設計了一個醫(yī)學圖像三維重建VolumeRenderX控件并通過MFC編程實現(xiàn)。這是一個面向對象、可擴展的跨IDE(IntergretedDevelopment Enviroment)開發(fā)平臺的開發(fā)控件，并針對實際應用需求整合了重建參數(shù)調節(jié)和重建體剖切等多種實用功能，相對于傳統(tǒng)的醫(yī)學圖