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医学图像可视化中的重建技术方法研究

上传者：连昌文
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上传时间：2015-05-10
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医学图像可视化中的重建技术方法研究



摘要
摘要
医学图像三维重建是２０世纪８０年代发展起来的－ｉ＇ｑ新学科，它运用计算机
图形学和图像处理技术，将计算过程中及计算结果的数据转化为图形图像在屏幕
上显示并进行交互式处理。这样极大的提高了计算数据的处理速度和质量，实现
了科学计算上具和环境的现代化。因此医学图像三维重建有着深刻的实际应用背
景，目前，在诊断医学、手术规划及模拟仿真、放射治疗规划等方面都有了非常
重要的应用。因此，对医学图像三维重建的研究，具有重要的学术意义和应用价
值，同时也有着很好的前景。医学图像的三维重建包括对输入图像的预处理、图
像分割、模型构建与绘制等主要研究内容。尝试不同的重建方法有利于解决医学
中的瓶颈问题。
本论文根据医学图像三维重建的实现方法，围绕绘制方法，以及绘制开发平
台等方面展开工作。
在ＭＡＴＬＡＢ平台上进行肝脏边缘提取实验，利用文章［４２】提供的人面部重
建方法，采用ＭＡＴＬＡＢ运用图像处理技术进行肝脏ＣＴ图像格式转换读写及图
像增强，反应图像结构特征，并从二维图像中分割出轮廓曲线，本文采用２０阶
傅立叶级数对图像拟合，得到了效果很好的拟合曲线及轮廓曲线，并重建出肝脏
三维图片。
利用ＶＴＫ＋ＭＦＣ编写了基于ＶＴＫ（ＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎＴｏｏｌＫｉｔ）的Ｍａｒｃｈｉｎｇ
Ｃｕｂｅｓ
面绘制三维重建程序，在计算等值点坐标与法向量时，采用中点算法避免传统线
性插值消除了二义性面，并且改进重建的效率，同时对等值面进行了平滑处理处
理，得到良好的重建效果。
利用ＭＩＴＫ（Ｍｅ ｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇＴｏｏｌｋｉｔ）＋ＭＦＣ编写Ｒａｙｃａｓｔｉｎｇ算法的三维重建
程序，使该程序能够对ＤＩＣＯＭ格式的ＣＴ切片数据重建出三维立体图像，并能
够重建出肝脏血管。对体绘制中的光线投影体绘制（ＲａｙＣａｓｔｉｎｇ）编程实现，同时
对影响体绘制结果的各项因素也做了验证和分析。
本论文还讨论了面绘制和体绘制的光学模型，二维图形的几何变换（旋转、缩
放）、立体模型的创建等内容，ＭａｒｃｈｉｎｇＣｕｂｅｓ方法的改进等，并在软件系统中
予以实现；研究了数据场数据类型、以及等值面方向平滑的方法，对等值面的法

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