基于医学图像的多相组织三维可视化系统的研究与开发

摘要

为提高医疗诊断和治疗规划的准确性与科学性，需将二维断层图像序列重构出具有直观立体效果的三维形体，以展现人体的三维结构与形态，因此，本文从科学可视化角度出发，运用图像分割和三维重建的可视化算法，对医学图像可视化技术进行了深入的研究。
　　 论文主要工作及成果包括：
　　 1 ．对医学图像预处理技术进行研究，在比较分析各种滤波算法的基础上,针对医学体数据，将各向异性滤波算法应用于对体数据的处理。
　　 2 ．提出了阈值分割和水平集分割相结合的图像混合分割算法。基于区域相似度信息改进了水平集的速度函数，克服了水平集的边界泄露现象；阈值分割有效地提高了算法的速度。
　　 3 ．在医学图像三维重建的可视化算法方面，对面绘制和体绘制两种可视化算法进行了分析比较，在此基础上，着重对面绘制中的Marching Cubes和Dividing Cubes 算法、体绘制中的光线投影算法进行了研究。运用这些算法，实现了医学体数据的三维可视化和多相组织的分层显示。
　　 4 ．基于Visual C++6.0，综合运用国内外普遍使用的ITK和VTK 工具包，开发了一套三维医学体数据可视化系统原型软件。该系统实现了图像读入、图像预处理、图像分割、可视化、多相组织不同图层显示、虚拟切片生成等功能，并提供了与快速成形设备的数据交换接口。
　　 论文工作对医学诊断、手术规划及模拟仿真等都具有较强的实用性和可扩展性。