医学图像三维重建技术研究

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1、O；0HH原创性声明{UIIIIFIFIIIIIlY1720077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。尽我所知，除了论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，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：虹丛．学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部

2、分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：垒耸鱼导师签名蝴日期：业啦月望日●，，沁。§硕L学位论文摘要医学图像三维重建是指把从CT，MRI等医学成像设备获得的二维断层数据序列转换成三维数据，以直观立体的重建图像展示人体组织器官的三维形态。这种技术在外科手术、远程医疗、放射治疗、虚拟内窥镜、医学教学等方面都有重要的应用价值，因此，已成为目前的研究热点。医学图像分割是医学图像三维重建前关键的一步，是医学图像处理中的难点。本文在综述了现有的分

3、割方法的基础上，介绍了区域生长，全交互，livewire，FastMarching四种分割方法。医学图像三维重建方法一般分面绘制和体绘制。本文对面绘制和体绘制进行了深入的研究。在面绘制方面，本文分析了面绘制的经典算法——-MarchingCubes算法的原理，缺点及改进办法。为了提高面绘制实时交互能力，本文分析了二次误差测度网格简化算法，实验证明，在不降低图像质量的前提上，提高了绘制效率。在体绘制方面，本文分析了光线跟踪体绘制算法，并提出了一种以光线跳跃为主，多种策略为辅的改进光线跟踪算法，实现了光线投射，基于三维纹理映射，剪切变形，改进的光线投射四种体绘制算法

4、。实验证明：改进的光线跟踪算法可以在不改变重建图像质量的前提下，提高绘制速度。本文设计的医学图像三维重建系统MedicalMT包括五大模块：图像解析，医学图像预处理，三维图像处理，交互操作，图像后处理。该系统成功应用于脑胶质瘤表面积体积计算，脑部肿瘤分割重建，血管提取，骨骼提取，脑部动脉瘤检测，得到了临床医生的认可，证明了该系统有一定的应用价值。关键词：三维重建，面绘制，体绘制，图像分割，光线投射ABSTRACTThree—dimensionalreconstructionofmedicalimagestransformstwo．dimensionaldatas

5、obtainedfromtheCT,MR／andothermedicalimagingequipmenttothree—dimensionaldatainordertodislaythevisualthree．dimensinalformofhumantissuesandorgans．Thetechnologywhichhasimportantpracticalvaluesinsurgery,tele—medicine，radiationtherapy,virtualendoscopy,medicalteachinghasbecomearesearchfocus

6、．Aanteriorcrucialstepofmedicalimagethree—dimensionalreconstructionismedicalimagesegmentationwhichisthedifficultyofmedicalimageprocessing．Thisthesisreviewstheexistingsegmentationmethods，andthenintroducesfoursegmentationmethods：regionalgrowth，allinteractive，livewire，FastMarching．Three—

7、dimensionalreconstructionofmedicalimagescangenerallybeclassifiedintosurfacerenderingandvolumerenderingwhichareresearchedinthisthesis．Insurfacerendering，thethesisanalyzesthetheory,weaknessesandimprovedwaysofMarchingCubesalgorithmwhichisaclassicalgorithmofsurfacerendering．Toimprovethes

8、urfacerender