基于vtk的医学图像三维重建系统研究与实现

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1、分类号:TP3910710-2013124049硕士学位论文基于VTK的医学图像三维重建系统研究与实现陈文驰导师姓名职称郭兰英教授申请学位类别工学硕士学科专业名称计算机应用论文提交日期2016年4月28日论文答辩日期2016年5月31日学位授予单位长安大学ResearchandImplementofMedicalImageThree-DimensionalReconstructionsystemBasedonVTKAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ChenWenchiSuper

2、visor:Pro.GuoLanyingChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利

3、等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年月日导师签名：年月日ii摘要由于目前主流医学图像技术的局限性，临床诊断只能依靠二维断层图像数据。医生往往根据二维断层图像数据来推测病灶的空间位置以及病灶与人体器官组织的相互关系。但是这样的诊断结果具有很大的主观性，临床诊断领域需要一种行之有效的工具能够全方位地观察人体器官组织，医学图像三维重建系统应运而生。首先，论文阐述了二维断层图像数据文件的DICOM标准，着重分析了DICOM标准中文件结

4、构各部分的作用和意义，并对DICOM文件实例进行了分析。介绍了三维图像重建的基本流程，重点分析了用于三维图像数据重建的数据的种类与特点。其次，论文研究了两类图像三维重建算法，针对面绘制算法，分析重建过程中体素模型和等值面两个重要概念；针对体绘制算法，分析了体绘制过程中体素分类和颜色透明度赋值等技术细节。并重点对面绘制算法中移动立方体算法以及刨分立方体算法，体绘制算法中的光线投射算法、3D纹理映射算法和最大密度投影算法进行了研究实现。给出了各种算法在绘制速度和显示效果上优劣，依据各种算法特点分析其临床应用场合。最后，论文基于可视化工具包

5、VTK，根据面向对象的设计思想，利用MFC界面设计技术，使用跨平台工程构建工具CMake实现了基于VTK医学图像三维重建系统。通过对几组序列二维断层图像三维重建，演示了系统的重建、平移、旋转和截取多种功能。该系统完成了设计的需求，满足了设计预期。关键字：临床诊断，三维重建，DICOM，面绘制，体绘制iAbstractDuetothelimitationofthecurrentmainstreammedicalimagingtechnology,clinicaldiagnosiscanrelyonthedataoftwo-dimensi

6、onaltomographicimageonly.Doctorsspeculatethespatiallocationoflesionandthemutualrelationshipbetweenlesionsandhumantissuesbytwo-dimensionaltomographicimagedata.However,withagreatsubjectivityinsuchdiagnosis,clinicaldiagnosticrealmrequiresaneffectivetoolsoastoobservehumanor

7、gansandtissuescomprehensively.Thenmedicalimagethree-dimensionalreconstructionsystemcameintobeing.Firstly,thepaperdescribesDICOMstandardoftwo-dimensionaltomographicimagedatafile,analyzedtheroleandsignificanceonfilesstructurepartialinDICOMstandardemphatically,andDICOMfile

8、instanceswereanalyzed.Introducedthebasicprocessofthree-dimensionalimagereconstruction,mainlyanalyzedthetypesan