醫(yī)療圖像三維重建及實時切割技術(shù)研究.pdf

1、本文主要研究醫(yī)學圖像的三維重建、三維切割技術(shù)以及三維切割的應用。醫(yī)學圖像三維重建，是計算機圖形學和數(shù)字圖像處理技術(shù)在生物醫(yī)學工程中的重要應用，它涉及到計算機圖形學、數(shù)字圖像處理、生物醫(yī)學工程等多種技術(shù)，是一項多學科交叉的研究課題，也是目前的一個研究熱點。醫(yī)學三維重建技術(shù)在醫(yī)學診斷、手術(shù)規(guī)劃、模擬仿真、整形及假肢外科、解剖教學等方面都有重要應用。三維切割技術(shù)在理解和研究體數(shù)據(jù)方面起著舉足輕重的作用，很多時候三維切割是我們觀察重要數(shù)據(jù)或者隱

2、藏信息的唯一途徑。因此，對醫(yī)學圖像三維重建和三維切割技術(shù)，尤其是實時三維切割技術(shù)的研究，具有重要的學術(shù)意義和實用價值。 本文對上述課題的研究主要集中在以下三個方面： 第一，提出了一種基于遺傳算法的體繪制方法。本文首先對遺傳算法的基本原理和特點進行了分析，遺傳算法是由計算驅(qū)動的一種計算模式，是一種自適應全局優(yōu)化概率搜索算法。本文的繪制方法基于相鄰體素灰度值相似，把體素分為空體素和非空體素，采用遺傳算法繪制非空體素，用接近云

3、算法跳過空體素。本文的實驗結(jié)果表明這是一種行之有效的繪制方法，它兼顧了圖像繪制對真實感和實時性兩方面的要求。 第二，研究三維重建和三維切割技術(shù)。本文利用可視化工具包VTK，根據(jù)上述體繪制方法快速有效地對二維圖片序列進行三維重建，用戶可對重建后的三維體進行幾何變換、切割等操作。本文重點研究了重建三維體的切割處理，文中實現(xiàn)了最多六個面的切割。結(jié)合臨床情況，實現(xiàn)了醫(yī)生最關(guān)注的三個面(冠狀位、矢狀位、軸狀位)的切割，此外還實現(xiàn)了平面的任