三维可视化体积测量技术研究与实现

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文三维可视化体积测量技术研究与实现论文题目：作者：_________________________李许峰指导教师：吕晓琪教授单位：内蒙古科技大学协助指导教师：单位：单位：论文提交日期：2012年5月30日学位授予单位：内蒙古科技大学三维可视化体积测量技术研究与实现Theresearchandimplementationofthevolumemeasurementtechnologywhichisbasedon3Dvisualization研究生姓名：李许峰指导教师姓名：吕晓琪内蒙古科技大学信

2、息工程学院包头014010，中国Candidate：LiXu-fengSupervisor：LuXiao-qiSchoolofInformationEngineeringInnerMongoliaUniversityofScienceandTechnologyBaotou014010，P.R.CHINA独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，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的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构

3、的学位或证书所使用过的材料。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做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________内蒙古科技大学硕士学位

4、论文摘要近年来，随着计算机在硬件和软件方面的快速发展，使得计算机图形学和医学可视化进一步交叉渗透，促进了可视化在医学领域中的应用。目前医学领域的可视化研究已成为世界上研究的热点，由此引出的可视化的应用也引起了科研人员的兴趣，越来越多的科研人员投入到其应用研究中。本课题中体积的测量就是建立在可视化的基础上来实现的，病灶体积大小的测量一方面可以帮助医生判断病情的严重性，对病灶经行准确定位，制定出更加合理的医疗方案；另一方面对判断病情的发展有着重要参考价值。因此本课题的研究有着重要的实际意义。传统上对疾病的诊断主要是借助二

5、维的工具和手段，随着技术的发展进步，这种诊断方式越来越不能满足现代医疗的需求。以往对病灶大小的评估是通过A*B、A*B*C或者直径是多少来表示，这样的表示方法并不确切，特别是对于不规则的病灶形体。本课题研究的主要是在实现三维重建的基础上进行体积测量，可以直接得到该形体的体积大小。本文通过对几种体积测量的方法进行介绍和比较，提出了基于VTK和拟蒙特卡洛算法来实现体积的测量。可视化工具包VTK主要是实现对被测物体的序列图像进行三维重建，本课题中采用经典的MarchingCube（MC）重建方法，并结合VTK中的vtkBo

6、xWidget类实现实时的交互；拟蒙特卡洛方法实际上一种数学的方法，利用伪随机数进行求解问题，具体是利用vtkBoxWidget产生一个规则的盒子，在其内部实现被测物体的三维重建，同时产生均匀的、确定数目的随机数，通过统计学的方法计算被测形体体积的大小，并对求得的结果进行分析处理。本文的研究为计算体积提供了新的思路和方法，在VisualStudio2005开发平台下结合VTK、MFC等实现体积的测量，为临床医用系统的开发提供一定的技术帮助。关键词：三维可视化；拟蒙特卡洛；体积测量；VTKI内蒙古科技大学硕士学位论文A

7、bstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofhardwareandsoftware,theComputerGraphicsandthemedicalvisualizationhaveafurtherinfiltrated,promotingtheapplicationofvisualizationinmedicalfield.Asthestudyofvisualizationinmedicalareahasbeenahotspotintheword,reasearche

8、rsgotgreatinterestintheapplicationofvisualizationtechnology.Ourtasks—volumemeasurement—arebasedonthistechnology.Ontheonehandthevolumemeasurementcanhelpthedoctorsdeterminethe