基于MITK的医学图像三维重建及其交互技术研究

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1、摘要医学图像三维重建技术是当前医学图像处理的热点之一。它在诊断医学、手术规划及模拟仿真、虚拟内窥镜、解剖教学等方面都有重要应用。因此，对医学图像三维重建的研究，具有重要的理论意义和应用价值。本文主要研究了基于MITK(MedicalImagingToolKit)的医学图像三维重建技术。首先，研究了医学图像的交互分割方法。在三维重建部分，首先介绍了基于等值面绘制的移动立方体(MarchingCubes)算法，详细阐述了该算法的原理，在此基础上提出了一种基于等值面优化的改进算法，并利用MITK平台实现了改进算法下医学图像表面

2、重建。考虑到图像交互效率，在分析网格简化算法的基础上，实现了一种基于边折叠的网格简化算法，利用它在MITK平台上对表面重建图像进行了网格简化。然后阐述了光线投射(RayCasting)算法的原理、流程，并利用MITK平台实现了医学图像体重建。最后研究了交互式三维重建技术，然后利用MITK平台在VC++6．O环境下采用面绘制技术实现了交互式医学图像三维重建系统。该系统能对二维医学图像进行数据读取，三维重建，并对重建后的三维医学图像进行长度测量、角度测定和任意方向平面剖切等，实现了一个三维交互重建系统的初步功能。关键词交互分

3、割，三维重建，MITK,面绘制，体绘制，三维交互ABSTRACTThetechnologyofthree．dimensionalreconstructionfrommedicalimagesiSoneofthemostimportanthotpotsinthecurrentmedicalimagingresearch，whichiswidelyusedindiagnostic，surgeryplanningandsimulating，virtualendoscopy,teachinginanatomy．Studyonth

4、ree—dimensionalreconstructionfrommedicalimageshasimportantsignificanceonscienceandworthinessinpracticalapplication．Thisdissertationmostlystudiesthetechnologyofthree．dimensionalreconstructionofmedicalimagesbasedonMITK．First．interactivesegmentationmethodsarediscuss

5、ed．Withregardtothree．dimensionalreconstruction，firstly,themarchingcubesalgorithmbasedIso—Surfacerenderingisintroducedanditsprincipleisdetailedanalyzed，thenaef

6、ficientMCalgorithmbasedonoptimizingoftheIso．SurfaceiSpresentedwhichcanimprovethetraditionalMCalgorithman

7、d3D-reconstructioniSrealizedontheMITK．Consideringthespeedofresponse，ameshsimplificationalgorithmbasedonedgecollapseisprovidedandsuccessfullyusedinsimplificationofmedical3Dmodelwithalargenumberoftriangles．Secondly,adetailedanalysisabouttheprincipleandprocessofray-

8、castingalgorithmiselaborated，thenvolumerenderingofmedicalimagesonMITKisrealized．Finally,ainteractivethree—dimensionalreconstructiontechnologyiSstudiedandthenaninteractivemedical3D．reconstructionsystemisdesignedandimplementedintheenvironmentofVC++6．0bvusingsurface

9、renderingonMITK。Thesystemcandealwiththedatareading，3D．reconstruction，andhasthefunctionofdisplayingclippingplaneof3Dvolumedatafromanyangleandmeasuringthedistanc