基于VTK实现二维医学图像的三维可视化系统

摘要

随着计算机图像处理技术的发展，二维医学图像的三维可视化技术变得可能，并逐渐成为一个新的研究热点。计算机三维重建技术是计算机辅助设计与计算机图形学中一个重要的研究领域。二维医学图像的三维可视化就是运用计算机图形学的基本知识和图像处理技术，将用医学影像设备获得的二维医学图像(如CT、MRI等)，在三维空间上重建出立体的三维图像。这样，通过三维重构系统，可以帮助医生获得有助于临床诊断的信息，在患病组织的精确定位、肿瘤的早期诊断和治疗中发挥重要的作用。该系统的研究是科学计算可视化技术的一个重要应用领域，是医学图像处理领域的热点问题。 本文对实现该系统的主要技术支撑的VTK(The ViSUalization Toolkit)可视化工具包和可视化技术的相关内容进行了具体的研究分析基础之上，研究了实现医学图像的三维重构可视化系统的方法，包括实现虚拟内窥镜技术中所涉及到的医学数据可视化理论，三维重建的面绘制技术、体绘制技术的经典方法以及在其基础之上的优化改进算法。重点是二维医学图像的三维可视化系统的构成原理及技术手段、三维医学图像的重构算法的优化改进。

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第一章绪论

1.1引言

1.2研究的背景、目的和意义

1.3医学图像处理技术的发展现状

1.3.1国内外研究进展

1.3.2医学图像三维重建的研究现状

1.4本文研究的选题依据、研究内容及主要创新点

第二章可视化技术与VTK类库

2.1可视化技术

2.1.1科学计算可视化的定义

2.1.2医学图像可视化技术

2.1.3三维空间数据可视化流程图

2.1.4医学图像可视化算法的研究

2.2 VTK简介

2.2.1 VTK的产生与发展

2.2.2 VTK的基本构成

2.2.3 VTK的特点

2.2.4 VTK三维重构框架结构

第三章三维图像重构系统

3.1系统模型

3.1.1三维重构系统管理模型

3.2三维重建算法

3.2.1三维医学图像的面绘制技术

3.2.2三维医学图像的体绘制技术

3.3分割方法

3.4路径规划

3.5路线的平滑

3.6图像的裁切技术

3.6.1裁切方法

3.6.2三视切片管理

第四章虚拟漫游的实现和人机交互

4.1虚拟内窥镜技术

4.1.1传统的内窥镜

4.1.2虚拟内窥镜技术

4.1.3镜头的控制

4.2系统的实现

4.2.1开发环境

4.2.2导航交互

4.2.3系统的操作界面

第五章总结与展望

5.1全文总结

5.2展望

参考文献

致谢

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