医学图像三维重建技术探讨

本文主要研究医学图像的三维重建技术。医学图像三维重建,是计算机图形学和数字图像处理技术在生物医学工程中的重要应用。它涉及到计算机图形学、数字图像处理、生物医学工程等多种技术,是一项多学科交叉的研究领域,是目前的一个研究热门。医学三维重建技术在医学诊断、手术规划、模拟仿真、整形及假肢外科、解剖教学等方面都有重要的应用。因此,对医学图像三维重建技术的研究,具有重要的学术意义和广阔的应用远景|教学论文范文|。医学图像三维重建的主要研究内容包括医学图像的预处理,如滤波、插值等;组织器官的分割与提取;三维模型的重构等。本文对医学图像(CT、MRI)三维重建的关键技术进行研究。提出了利用三维空间信息对医学体数据进行三维分割的思想:首先运用三维区域增长的方法对腹部体数据中的肝脏组织进行预分割;然后选取合适的数学形态学操纵对初始分割进行区域修整。成功地分割出了肝脏组织。直接体绘制技术为二维医学断层图像提供了三维的空间描述,使医生可以更直观地观察医学数据的三维内部结构信息。本文分析了基于纹理映射的硬件加速体绘制算法。此算法是一种直接体绘制技术,利用二维或三维纹理数据,通过混合体素的属性信息来绘制三维图像。算法的实现原理类似于基于光线投射的体绘制算法。但与光线投射算法不同的是,此算法利用空间信息对穿过同一切片的所有光线同时处理。因此,算法拥有比光线投射算法更高的性能,可以在普通PC机上实现。本文将基于纹理映射的算法分为基于二维纹理的体绘制算法和基于三维纹理的体绘制算法分别进行描述。并针对二维纹理映射算法的缺点,提出了几种改进的算法。如利用曲面代替平面进行纹理映射以避免结果图像的失真等。提出了一种基于组织的三维交互剖切技术。该方法在原有的各种剖切技术的基础上增加了基于组织的特性,实现了面向感兴趣区域目标组织的自由交互剖切。最后,运用文中先容的图像分割和三维重建算法设计并实现了一套医学图像三维重建系统。并用临床实际数据进行了试验测试,验证了本文所提出的医学图像三维重建技术及其应用的有效性和实用性。【关键词】：三维重建三维分割纹理映射体绘制交互剖切
【论文提纲】：摘要4-5Abstract5-10第一章绪论10-171.1课题背景和研究意义10-111.2国内外研究现状11-141.2.1表面绘制方法11-121.2.2直接体绘制方法12-131.2.3混合绘制方法13-141.2.4现有的医学三维可视化系统141.3医学图像三维重建算法性能的评价标准14-151.4论文的主要工作、创新点及章节安排15-171.4.1论文的主要工作及创新点15-161.4.2论文的章节安排16-17第二章医学图像预处理与组织分割17-362.1医学图像的获取17-212.1.1DICOM3.0标准17-182.1.2DICOM数据集与数据元素结构18-192.1.3DCM图像文件格式19-202.1.4数据格式转换202.1.5医学体数据的表示与封装20-212.2医学图像的预处理21-242.2.1二维图像滤波21-222.2.2图像的校正222.2.3图像的配准与融合22-232.2.4图像的层间插值232.2.5图像的分割23-242.3医学图像三维分割24-352.3.1基于结构的分割方法25-302.3.2基于统计学方法30-322.3.3混合分割方法32-342.3.4实验结果34-352.4本章小结35-36第三章基于纹理映射的医学图像三维重建研究36-573.1纹理映射技术36-383.1.1纹理的定义363.1.2坐标系36-373.1.3纹理映射37-383.2基于纹理映射的体绘制技术38-403.2.1纹理的天生|教育论文网|过程38-393.2.2纹理的绘制过程39-403.3基于二维纹理映射的体绘制算法40-433.3.1二维纹理的天生|教育论文网|过程403.3.2二维纹理的绘制过程40-413.3.3实验结果及分析41-433.4基于二维纹理映射的改进体绘制算法43-503.4.1变换纹理序列43-453.4.2曲面纹理映射45-463.4.3动态天生|教育论文网|纹理46-483.4.4实验结果及分析48-503.5基于三维纹理映射的体绘制算法50-563.5.1三维纹理的天生|教育论文网|过程51-533.5.2三维纹理的绘制过程53-543.5.3实验结果及分析54-563.6本章小结56-57第四章三维交互剖切技术研究57-714.1平面剖切57-654.1.1平面剖切的二维显示57-634.1.2平面剖切的三维显示63-644.1.3试验结果与分析64-654.2曲面剖切65-684.2.1剖切曲面的确定664.2.2剖切基准（曲）线的确定664.2.3曲面剖切操纵66-674.2.4曲面剖切的三维显示674.2.5试验结果及分析67-684.3开窗操纵68-704.3.1基于组织的剖切技术68-694.3.2剖切体的显示694.3.3实验结果及分析69-704.4小结70-71第五章基于JA的医学三维重建系统的实现71-855.1JA3D的特点与上风71-775.1.1Ja3D简介71-755.1.2Ja3D与其它三维技术的比较75-775.2医学图像三维重建系统77-845.2.1系统的目标775.2.2系统的体系结构77-785.2.3系统的功能先容78-835.2.4系统的操纵流程83-845.3小结84-85第六章总结与展望85-87致谢87-88参考文献88-94个人简历及硕士期间发表的论文94