基于光线投射算法的CT图像三维重建与分割剪取

摘要

通过计算机断层（CT）、磁共振（MR）等设备很容易获得病灶部位的二维切片图像，但是二维切片图像不能立体地显示器官组织，也不利于医生整体把握病人的病情。因此，研究和实现CT图像的三维重建与分割剪取在基础研究和临床应用上都有一定的价值。
　　论文采用可视化工具包VTK（Visualization Toolkit）实现可视化系统的体绘制、实体分割和切片剪取等功能。VTK是一个基于面向对象方法设计的、功能强大的用来实现可视化和图形图像处理的工具箱，论文介绍了VTK可视化工具的特点、构成以及类库结构。
　　论文分析并实现了光线投射算法，通过数据获取、数据处理、坐标变换、体素绘制和合成图像等步骤完成了CT图像的三维重建。通过在数据场中添加立方体包围盒和改变抽样距离的方法，对光线投射算法进行了改进，加快了三位重建的速度。
　　为了更清晰的观察和诊断实体的内部细节信息，通过对实体进行分割获得感兴趣部位的体细节信息，通过对实体进行切片剪取获得指定平面上的细节信息，论文实现了头部左右部分的实体分割，通过实体分割直接完成感兴趣部位的三维重建；实现了冠状面和矢状面上的切片剪取、以及任意面上的切片剪取，将实体内部指定平面的细节充分展现，方便医生进行观察和诊断。.
　　论文利用VC++6.0和VTK实现了上述算法，开发了基于CT图像的三维重建系统。

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Contents

1 绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

2 VTK系统介绍

2.1 VTK简介

2.2 VTK的类库构成

2.3 基于VTK的三维重建

3 基于光线投射算法的三维重建

3.1 三维重建介绍

3.2 体绘制技术

3.3光线投射算法的实现

3.4 实验结果

3.5光线投射算法的改进

3.6 小结

4 重建实体的实体分割和切片剪取

4.1重建实体的实体分割

4.2重建实体的切片剪取

4.3冠状面和矢状面上切片剪取

4.4任意平面上切片剪取

4.5本章小结

5 三维重建与分割剪取系统

5.1系统概述

5.2系统操作界面

6总结与展望

致谢

攻读硕士期间完成的论文

参考文献