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时间:2019-10-11
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1、科技论文写作格式范例医学图像处理技术XXX((华中科技大学生命科学少技术学院湖北武汉430074))摘要随着医学成像和计算机辅助技术的发展,从二维医沪图像到三维可视化技术成为研究的热点,木文介绍了医学图像处理技术的发展动态,对图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。在比较各种技术在和关领域中应用的基础上,提出了医学图像处理技术发展所而临的相关问题及其发展方向。关键词医学图像处理引言图像分割图像配准图像融合近20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域Z—,其结果使临床庾生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世
2、纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging).超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了冇力的科学依据。在冃前的影像医疗诊断中,主耍是通过观察一组二维切片图彖去发现病变体,往往需要借助医牛的经验來判定。至于准确的确定
3、病变休的空间位證、大小、儿何形状及与周围牛物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此,利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割捉取、三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定屋的分析,可以大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,它在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究屮也能起重要的辅助作用。本文对医学图像处理技术中的图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。1.医学图像三维可视化技术1.1.三维可视化概述医学图像三维重建是一个多学科交叉的研
4、究领域,它涉及数字图像处理、计算机图形学以及医学领域的相关知识。医学图像三维重建在诊断医学、手术规划及模拟仿真、整形及假肢外科、放射治疗规划、解剖教学等方面都有重要应川。因此,对医学图像三维重建的研究,具冇重要的学术意义和应用价值。现代医疗影像设备所获得的医学体数据量越来越多,以及医学图像本身的复杂性,使得三维重建所需处理的数据量巨大,因此提高医学图像分割的准确性、优化绘制算法、提高处理速度变得I-分重要。木文主要对基于序列CT二维图像的三维可视化各个步骤的算法进行了研究。论文在分析了CT图像的成像原理的基础上,得出了CT图像的特点,介绍了CT图像预处理的几何变换
5、和滤波处理算法。然后,对CT图像的基于区域和基于边缘的两类分割算法进行了介绍。最后,详细描述fCT图像三维重建的两种基木算法的基本原理,即传统的血绘制算法和体绘制算法,分析了它们的优缺点,并分别针对这两种算法提出了以下两种改进的算法:(1)创対传统的血绘制算法屮的拓扑不一致、计算效率低、输出网格数量巨大的不足,提出了基于面绘制的面跟踪算法。通过单层表面跟踪、数据缓冲和三角带牛成三个步骤,來完成面绘制算法的三维数据的快速牛成。(2)针对传统体绘制屮数据虽巨大、绘制速度慢的缺点,提出了某于分割的体绘制算法。通过阈值来对体数据进行大致的分割,这样进行体绘制的数据量减少了
6、,从而加快了绘制的速度。论文以此为基础,在PC上,基于Windows操作系统,利用VisualC++开发工貝,运用计算机图形学和图像处理技术,实现了三维体数据的输入;二维CT图像数据的显示和预处理;通过阈值对CT数据进行了分割;运用改进示的算法分别对分割后的数据进行了面绘制和体绘制;对绘制后的数据在屏幕上形彖逼真地进行了显示;对显示的数据进行交互式的观察,如旋转、放人、缩小。这样形成了一个三维重建的系统,为后续开发捉供了软件平台。论文还对今后进一步的工作进行了展望。1.1.关键技术图像分割是三维重构的基础,分割效果肓接彫像三维重构的精确度。图像分割是将图像分割成有
7、意义的子区域,由于医学图像的各区域没有清楚的边界,为了解决在医学图像分割屮遇到不确定性的问题,引入模糊理论的模糊阀值、模糊边界和模糊聚类等概念。快速准确的分离出解剖结构和定位区域位置和形状,自动或半自动的图像分割方法是非常重要的。在实际应用中有聚类法、统计学模型、弹性模型、区域牛•长、神经网络等适用于医学图像分割的具体方法。由于可以对同一部位用不同的成像仪器多次成像,或用同一台仪器多次成像,这样产牛了多模态图像。多模态图像捉供的信息经常相互覆盖和具有互补性,为了综合使川多种成像模式以提供更全面的信息,需要对各个模态的原始图像进行配准和数据融合,其整个过程称为数据整
8、合。整合的
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