硕士论文——规则数据场的三维医学体数据可视化研究

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1、学位论文规则数据场的三维医学体数据可视化研究指导教师姓名：教授河北工业大学申请学位级别：硕士学科、专业名称：精密仪器及机械论文提交日期：论文答辩日期:学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：河北工业大学硕士学位论文规则数据场的三维医学体数据可视化研究摘要本论文针对医学体数据，从科学可视化的角度出发，通过分析大量文献，重点研究了水平集的分割算法和基于分割的三维重建方法。论文所做的主要工作及创新成果包括：1.讨论了规则数据场、医学体数据可视化分割和三维重建技术的相关概念，分析了当前国内外的发展情况。2.对水

2、平集分割进行研究，提出了水平集的快速行进法和窄带法相结合的图像分割算法，从规则的医学图像中准确地提取出目标组织器官，为接下来的三维重建做基础；与此同时，根据感兴趣区的特性和其所处的环境合理选取种子点，解决分割中对种子选取的瓶颈问题。3.根据规则的医学体数据，利用本文提出的分割方法，研究了基于分割的改进的MarchingCubes方法和基于颜色填充的光线投影体绘制方法，用实验表明，比传统的重建方法具有较高的可视化效果。4.仔细研究了国内外正在普遍使用的VTK(VisualizationToolkit)和ITK(in

3、sightsegmentationandregistrationToolkit)开发工具包，并用VC++2005实现了我们提出的分割算法和三维重建方法，给出关键代码。5.用规则医学体数据，在Windows平台上，结合ITK、VTK研究出一套简单的医学可视化系统，该系统实现了三维显示、二维分割、虚拟切片显示、人机交互等功能，具有一定的后续研发参考价值。关键词：医学可视化，图像分割，三维重建，VTK，ITK，虚拟切片i规则数据场的三维医学体数据可视化研究RESEARCHONVISUALIZATIONOFTHEREGU

4、LARTHREE-DIMENSIONALMEDICALVOLUMEDATAABSTRACTThispapermainlystudiesthesegmentationalgorithmofLevelSetand3Dreconstructionmethodformedicalvolumedatathroughtheanalysisoflotsofdocuments,whichfromtheperspectiveofscientificvisualization.Themainworkandtheinnovativea

5、chievementsinclude:1.Discussingtherelatedconceptsoftheregulardatasets,thevisualizationofmedicaldatasegmentationand3Dreconstructiontechnology,analysisofthecurrentdevelopmentsathomeandabroad.2.ConsideringtheLevelSetsegmentation,aimagesegmentationalgorithmcombin

6、edtheFast-marchingwiththeNarrow-bandisdeveloped,extracttheorgansaccuratelyfromtheregularmedicalimages.Asafoundationofthenext3Dreconstruction;Meanwhile,accordingtothedistrictinterestedinthecharacterandtheenvironmentinwhichitsreasonableselectionofseeds,whichcan

7、solvethebottlenecksofseedselection.3.Accordingtotheregularmedicaldata,usethesegmentationmethodproposedinthispaper,aimprovedMarchingCubesmethodsbasedonsegmentationandRayCastingVolumeRendingmethodsbasedonthecolor-filledareproposed.Theexperimentsshowthatitcanbeb

8、etterthanthetraditionalmethodofreconstruction.4.ResearchtheVTK(VisualizationToolkit)andITK(insightsegmentationandregistrationToolkit)whichwidelyusedathomeandabroad,thenachieveoursegmentat