MRA血管體視化中傳遞函數(shù)設計.pdf

1、隨著人們生活水平不斷的提高，心腦血管疾病逐步成為當今世界上威脅人類最嚴重的疾病之一，比如動脈粥樣硬化、腦溢血等等，其發(fā)病率和死亡率已超過腫瘤而躍居世界第一，心腦血管疾病也是我國首位死亡原因，因此預防和治療血管疾病已成為當今社會的一個亟待解決的課題。隨著社會的迅速發(fā)展，三維醫(yī)學可視化在臨床醫(yī)學中得到了廣泛的應用，其中血管可視化對醫(yī)學輔助診斷血管疾病有著至關重要的作用。在上述背景下，本文主要應用醫(yī)學可視化方法中的體繪制技術，以達到MRA數(shù)據(jù)

2、中的血管結構可視化的目的。
　　本研究主要內容包括：⑴根據(jù)對體繪制中傳遞函數(shù)設計的要求分析，提出了一個新的二維傳遞函數(shù)。本文依照以往傳遞函數(shù)設計的不足，結合對圖像增強的一些算法研究，提出了針對于三維血管顯示的新的二維傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)設計一直是體繪制算法研究中的難點。高維傳遞函數(shù)雖然能將目標數(shù)據(jù)提取出來，但是設計的參數(shù)較多，為了達到最佳效果進行調節(jié)時難度較大。因此本文提出了基于灰度-多尺度濾波器的二維傳遞函數(shù)。首先，使用 Fran

3、gi增強函數(shù)對血管結構進行增強，使每一個體素點得到相應的標量值，并根據(jù)高斯函數(shù)中的尺度因子構造多尺度濾波器。其次，基于灰度在 MRA數(shù)據(jù)分類中的重要作用，我們構造了灰度-多尺度濾波器二維特征空間。通過特征區(qū)域選擇，賦予體素相應的顏色和阻光度，最終顯示出血管結構。⑵針對設計的二維傳遞函數(shù)顯示結果進行了改善。在血管可視化結果中常存在兩方面問題，一是可視化結果中碎片太多，二是結果有一些類血管結構對目標結構形成了遮擋。針對第一個問題，本文提出了

4、連通性計算。根據(jù)對不同鄰域連通性計算的實驗分析，我們選擇26鄰域連通性計算方法，很好的去除了碎片結構。針對第二個問題，我們根據(jù)對連通性計算得到的連通集進行分類并排序，并將不同的連通集賦予不同的顏色和阻光度。這樣我們就可以通過交互的形式，將非血管結構去除。⑶針對提出的算法計算耗時過長提出了相應的加速計算方法。首先實現(xiàn)了基于GPU的光線投射體繪制加速算法。在臨床應用中，醫(yī)生經(jīng)常需要對顯示結果進行交互操作（比如旋轉，縮放物體）以達到最佳觀察效