数字减影血管造影图像三维重建技术的研究

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1、洵凡学T学倾l’学位i龟义摘要数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)是20世．SE80年代继CT之后出现的一种医学影像学新技术。目前，该技术作为对头颈部等身体各部位血管病变渗断最直接、可靠的方法，在临床诊断和治疗中得到了广泛应用。为了克服常规DSA图像中病变血管与周围血管重叠的问题，研究人员利用DSA．三维重建技术来显示血管的三维空间结构信息，帮助医生作出更准确的诊断。本文首先介绍了DsA三维重建技术的发展史及国内外研究现状，在此基础E，又分析了常用的典型DSA-一维重建技术及其算

2、法。随着DSA设备的不断改进，出现了C型臂旋转DSA(RotationalDSA，RDSA)系统。基于该系统所获得的一系列二维投影图像，本文提出了一种新算法，命名为光线切$O(Light．cut)算法，浚算法不同丁．以往的方法，它首先对一系列二维投影图像进行预处理得到一系列二值图像，然后利用这些二值图像中光线穿过的部分(tip背景部分)对一个二值三维实体进行切割，得到一个只含有血管信息的三维数据场。本文的研究工作主要体现在以下几个方面：1．新算法的提出及验证为了证明新算法的可行性和有效性，使用3dmax模拟三维血管，通过Matl

3、ab对这一系列图像数据进行预处理，重建出三维数据场，利用体绘制方法对该数据场进行可视化。通过比较原始模拟数据和实验数据，可以证明算法是可行的。2．三维数据场的可视化针对实验获得的体数据，本文选择光线投射算法(Ray—castingAlogrithm)对该数据场进行三维可视化，因为获得的是二值化体数据，因此，采用行程编码对体数据进行编码，可以大大加快体绘制的速度，提高算法的整体效率。3．开发DsA三维重建系统利用新算法和加速体绘制算法，本文开发了基于PC机的DSA=维藿建系统，第5章给出了该系统的设计模块，流程图和程序框架。最后一

4、章在总结全文工作的基础上，对以后的工作作了进一步的展望。关键{司：旋转数字减影血管造影：三维数据场；重建算法光线切割算法；光线投射算法L海大学T学硼J。学位论文AbstractWiththeadventofdigitaltechniqueintheearly1980s．subtractionbecamegenerallyavailableintheformofDigitalSubtractionAngiography(DSA)afterComputerTomography(CT)．Itisanewmedicalimagingte

5、chniqueforshowingcomrast—filledvesselswithomanyinterferingbackground．Recentlyasthemostdirectandcrediblemethodforvasculardiseasesdiagnosisofheadandneckorotherpart，ithasbeenwidelyusedinclinicdiagnosisandtreatment．InordertoovercometheprobleminconventionalDSAthatpatholog

6、icalvesselandsurroundingvesselsoverlap，researchersutilizethree—dimensional(3D)reconstructionteelmiqueofDSAtoshowthe3Dspatialstructureinformationofvessels，helpingdoctorstomakemoreprecisedecision．Firstly，thispaperintroducesthe3Dreconstructiontechniquedevelopinghistoryo

7、fDSAanditsoverseasanddomesticresearchactuality．Thenanalyzessomerepresentative3DreconstructiontechniqueandalgorithmsofDSA．WiththedevelopmentofDSAinstrument，arotationalDSAsystembecomeavailable．Baedonit，thepaperproposesanovelalgorithmtoreconstruct3Ddatasets，namedasLight

8、-cutalgorithm．Itisdifferentfromgeneralmethods．Fistlyprocessaseriesoftwo-dimensional(2D)DSAimagesandchangthemintobinaryones，secondly