醫(yī)學(xué)圖像三維重建及交互體視化技術(shù)研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像三維重建及可視化是將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)上，利用人類視覺(jué)系統(tǒng)特性，在計(jì)算機(jī)上對(duì)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備所產(chǎn)生的二維斷層圖像序列，進(jìn)行一定的處理和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成為直觀的、具有立體效果的三維圖像在屏幕上顯示出來(lái)，并進(jìn)行進(jìn)一步模擬交互操作的理論和技術(shù)。 醫(yī)學(xué)圖像三維重建及其可視化技術(shù)是當(dāng)前醫(yī)學(xué)圖像處理的研究熱點(diǎn)，它不僅在理論研究方面有重要意義，而且對(duì)于臨床醫(yī)學(xué)等有著重大的意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文充分考慮國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)圖像

2、處理的需要，針對(duì)計(jì)算機(jī)斷層成像設(shè)備、核磁共振所形成圖像數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，研究了醫(yī)學(xué)圖像三維重建與可視化技術(shù)的不同方法(體繪制和面繪制方法)及其優(yōu)缺點(diǎn)以及體繪制技術(shù)的加速算法。重點(diǎn)研究了用光線投射體繪制算法實(shí)現(xiàn)三維重建的過(guò)程，包括醫(yī)學(xué)圖像預(yù)處理和光線投射體繪制，及此過(guò)程中每一步驟的算法實(shí)現(xiàn)。醫(yī)學(xué)圖像預(yù)處理包括圖像增強(qiáng)、序列切片圖像的層間配準(zhǔn)、斷層圖像間插值和三維規(guī)則體數(shù)據(jù)的封裝。本文主要針對(duì)光線投射算法處理數(shù)據(jù)量大、繪制速度慢的缺點(diǎn)，提出了加速

3、算法，改進(jìn)了光線投射的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括簡(jiǎn)化光照模型、減少投射光線、改進(jìn)求交采樣、優(yōu)化三維幾何變換和加速插值方法，提高了繪制速度。同時(shí)針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)多數(shù)不能顯示三維模型內(nèi)部信息的現(xiàn)狀，研究了交互式體繪制技術(shù)，提出了顯示三維模型任意剖切面和分割特定組織的方法。最后在計(jì)算機(jī)上利用VC++6.0環(huán)境和0penGL技術(shù)采用光線投射加速算法和交互式體繪制技術(shù)實(shí)現(xiàn)交互式醫(yī)學(xué)圖像三維重建系統(tǒng)，驗(yàn)證了算法的正確性和可行性，并實(shí)現(xiàn)了顯示三維模型任意剖切面和分割