基于vtk的医学图像三维重建系统的设计与实现

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1、分类号密级注1UDC学位论文基于VTK的医学图像三维重建系统的设计与实现（题名和副题名）尹峰（作者姓名）指导教师姓名陈雷霆教授电子科技大学成都李庆翰高工成都新路桥公司成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2008.5论文答辩日期2008.6学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2008年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要医学图像三维重建是一个多学科交叉的研究领域；是运用计

3、算机图形学、图像处理、计算机视觉以及人机交互技术，将医学图像数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术；在生物医学工程中有重要的应用。本文主要研究了跨平台的医学图像三维重建系统的实现。在对三维重建技术进行研究的基础上，结合可视化开发工具VTK（VisualizationToolkit）和医学图像分割及配准工具包ITK（InsightSegmentationandRegistrationToolkit）以及图形用户界面（GUI）工具包QT，利用大规模软件工程中的设计模式思想，设计实现了一个医学图像处理系统MRS。这是一个面向对象的、可扩展的系统，整合了多个不同类

4、型的开放资源，并加入了针对特殊应用的扩展。同时本文还研究对比了不同的三维可视化算法，并提出了基于三维分割的精确测量。三维可视化算法分为两类：面绘制和直接体绘制。面绘制从三维体数据中抽取物体等值面，通过传统的图形学方法进行显示；体绘制技术则将整个数据场作为整体进行可视化显示，使医生可以更直观地观察医学数据的三维内部结构信息。本文主要介绍了基于纹理映射的体绘制算法、光线投射体绘制算法，以及Marchingcubes面绘制算法的实现机制和适用范围。与传统的三维测量不同，本文提出了一个改进的测量方法。引入一个垂直于Z轴的切割平面，用此平面锁定三维测量的深度信息；同时引入测量缓冲器提高测量速度；并

5、利用三维切割和三维旋转技术来共同实现精确的三维测量。关键词：MRS（医学图像三维重建系统）VTK体绘制ITK三维测量IABSTRACTABSTRACT3Dreconstructionfrommedicalimagesisanintegratedapplicationofcomputergraphicsandimageprocessinginbiomedicineengineering.Thereconstructiontechniqueconsistsofaseriesoftheories,methodsandtechniques,applyingcomputergraphictheor

6、y,imageprocessingtechnique,computervisiontheoryandhuman-computerinteractingtechniquetotransformthemedicalimagedatatographicsandimages,whichcandisplayoncomputerscreenforinteractiveprocessing.Itisanimportantroleinbiomedicineengineering.Theimplementationofthree-dimensionalreconstructionsystemfrommed

7、icalimagesismainlystudied.Basedonthestudyofthetechniquesof3Dreconstruction,weanalyzetheVTK(VisualizationToolkit)andITK(InsightSegmentationandRegistrationToolkit)andQTtoolkit.Thenwedesignthemedicalimagereconstructionsys