腦部MRI圖像三維可視化方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的磁共振圖像三維可視化是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程中的重要應(yīng)用。磁共振圖像的三維可視化在診斷醫(yī)學(xué)、手術(shù)規(guī)劃及模擬仿真等方面都有重要應(yīng)用。因此對磁共振圖像三維可視化的研究，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。 磁共振圖像三維體視化的研究內(nèi)容主要包括磁共振圖像的獲得和預(yù)處理，如濾波、插值等；組織和器官的三維分割和提??；體繪制方法的改進(jìn)等。本文對磁共振圖像三維可視化流程中的三維圖像分割和三維體繪制

2、進(jìn)行了研究，并為PC機(jī)上三維可視化系統(tǒng)的開發(fā)搭建了初步的框架。 為保證三維體視化圖像能較準(zhǔn)確地表達(dá)組織，本文提出了兩種三維圖像分類方法。第一種是基于閾值的體數(shù)據(jù)分類算法，根據(jù)三維MRI圖像數(shù)據(jù)的切片灰度直方圖和整體直方圖，設(shè)定分類閾值和誤差范圍，并加入了交互操作，通過對三維圖像二值化，形態(tài)學(xué)操作等操作來實(shí)現(xiàn)組織提取。第二種基于小波域隱馬爾科夫模型的體數(shù)據(jù)分類算法，首先采用EM算法進(jìn)行HMT模型參數(shù)估計(jì)，然后通過適當(dāng)?shù)男〔ǚ纸猓?/p>

3、到近似初始分類數(shù)和各類在小波空間中的特征量，分類結(jié)果采用ICM方法獲得。 本文對Ray-casting和Shear-Warp兩種體繪制算法進(jìn)行了改進(jìn)以提高圖像質(zhì)量。(1)針對Ray-casting算法中采用中心差分方法計(jì)算梯度時(shí)當(dāng)體素交替變化很快時(shí)會產(chǎn)生錯(cuò)誤這一問題，提出了中心差分方法和相鄰差分方法混和使用的方法；本文還針對三維可視圖局部放大時(shí)出現(xiàn)模糊現(xiàn)象這一問題，改進(jìn)了采樣點(diǎn)的合成方法，將采樣、插值和合成結(jié)合在一起，保留了采樣

4、點(diǎn)周圍8個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息，同時(shí)將縱向的有先后順序的色彩合成運(yùn)算，轉(zhuǎn)換為在面上的無先后順序的分布合成，提高了圖像的分辨率和局部放大等簡單的交互操作的速度。(2)針對Shear-Warp等投影成像體繪制方法因難以有效地獲得較準(zhǔn)確的法向進(jìn)行光照效應(yīng)的計(jì)算而無法凸顯各組織分界面這一問題，設(shè)計(jì)了在錯(cuò)切變換后，采用球和橢球擬合數(shù)據(jù)場中各類組織的分布，通過球面法向或橢球面法向及其組合逼近組織分界面的法向，以進(jìn)行光照效應(yīng)計(jì)算，從而凸現(xiàn)各組織分界面。