基于體繪制技術的三維醫(yī)學圖像可視化平臺研究.pdf

1、三維醫(yī)學圖像可視化技術是體可視化技術的一個重要的分支，是隨著計算機斷層成像，核磁共振成像，超聲成像等醫(yī)學成像技術的迅速發(fā)展和廣泛應用而迅速發(fā)展起來的。三維醫(yī)學圖像可視化技術通過對各種方式獲取的二維數(shù)字斷層圖像序列進行三維重建，從而得到人體組織的三維體數(shù)據(jù)。這些三維體數(shù)據(jù)能為醫(yī)學診斷，手術規(guī)劃，治療中的監(jiān)控等提供更為完整的信息。由于三維體數(shù)據(jù)的可視化技術，可提供直觀表達體數(shù)據(jù)的手段，因而成為醫(yī)學圖像領域重要的研究方向。如何將這些三維數(shù)據(jù)準

2、確而直觀地表現(xiàn)出來，是三維醫(yī)學圖像可視化技術研究的主要任務之一。 VolPack庫是在Shear-Warp算法的基礎上開發(fā)的一個實驗性的函數(shù)庫，但是本文在研究的過程中發(fā)現(xiàn)該函數(shù)庫的模塊概念不夠明確，尤其是在算法流程的實現(xiàn)上難以閱讀和理解。因此，本文基于重構的思想，以工廠方法模式為中心實現(xiàn)了一個C++應用程序框架——VolPlus。該應用程序框架具備了面向?qū)ο蟮某绦蛟O計思想的諸多優(yōu)點，結構清晰，易于擴展。 然后，本文基于軟

3、件工程分層設計的思想，在VolPlus框架的基礎上實現(xiàn)了一個MFC應用程序，初步完成了一個三維醫(yī)學圖像可視化平臺。該平臺不但驗證了VolPlus框架易于擴展的優(yōu)點，而且該平臺還具有良好的人機界面，通過鼠標的拖動就可以即時地從不同的角度觀察人體組織，在計算機輔助手術和圖像指導治療中有一定的應用價值。 接下來，本文在人體解剖學假設的基礎上，發(fā)現(xiàn)人體組織的體數(shù)據(jù)中各個體素的值都直接反映了該體數(shù)據(jù)中人體組織的密度分布規(guī)律。因此，本文基于

4、人體組織的密度直方圖的概念對體數(shù)據(jù)中不同的人體組織進行虛擬分割，從而提供有針對性地對不同組織的顯示和隱藏。通過直接對體數(shù)據(jù)進行處理的方式來實現(xiàn)人體組織的虛擬分割是一種簡單，直觀，快速的處理方式。最后，本文在研究體數(shù)據(jù)分割算法的基礎上，進一步發(fā)現(xiàn)可以利用對體數(shù)據(jù)中部分體素直接賦零值的操作來獲取指定位置和角度的人體組織的剖面信息。通過這樣處理之后的體數(shù)據(jù)所繪制出來的三維醫(yī)學圖像，可以直接觀察人體組織的虛擬解剖效果，具有實際的應用價值。