醫(yī)療圖像三維重建及實(shí)時(shí)切割技術(shù)研究.pdf

1、本文主要研究醫(yī)學(xué)圖像的三維重建、三維切割技術(shù)以及三維切割的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)圖像三維重建，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和數(shù)字圖像處理技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程中的重要應(yīng)用，它涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、生物醫(yī)學(xué)工程等多種技術(shù)，是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的研究課題，也是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。醫(yī)學(xué)三維重建技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷、手術(shù)規(guī)劃、模擬仿真、整形及假肢外科、解剖教學(xué)等方面都有重要應(yīng)用。三維切割技術(shù)在理解和研究體數(shù)據(jù)方面起著舉足輕重的作用，很多時(shí)候三維切割是我們觀察重要數(shù)據(jù)或者隱

2、藏信息的唯一途徑。因此，對(duì)醫(yī)學(xué)圖像三維重建和三維切割技術(shù)，尤其是實(shí)時(shí)三維切割技術(shù)的研究，具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。 本文對(duì)上述課題的研究主要集中在以下三個(gè)方面： 第一，提出了一種基于遺傳算法的體繪制方法。本文首先對(duì)遺傳算法的基本原理和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，遺傳算法是由計(jì)算驅(qū)動(dòng)的一種計(jì)算模式，是一種自適應(yīng)全局優(yōu)化概率搜索算法。本文的繪制方法基于相鄰體素灰度值相似，把體素分為空體素和非空體素，采用遺傳算法繪制非空體素，用接近云

3、算法跳過空體素。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這是一種行之有效的繪制方法，它兼顧了圖像繪制對(duì)真實(shí)感和實(shí)時(shí)性兩方面的要求。 第二，研究三維重建和三維切割技術(shù)。本文利用可視化工具包VTK，根據(jù)上述體繪制方法快速有效地對(duì)二維圖片序列進(jìn)行三維重建，用戶可對(duì)重建后的三維體進(jìn)行幾何變換、切割等操作。本文重點(diǎn)研究了重建三維體的切割處理，文中實(shí)現(xiàn)了最多六個(gè)面的切割。結(jié)合臨床情況，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)生最關(guān)注的三個(gè)面(冠狀位、矢狀位、軸狀位)的切割，此外還實(shí)現(xiàn)了平面的任