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30000字硕士毕业论文基于VTK的中国医学图像2D重建可视化研究与应用

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:可视化,医学,图像
论文概述:

可视化技术的出现有着深刻的历史背景,这就是社会的巨大需求和技术水平的进步。借助航天航空、遥感、加速器、CT(计算机断层扫描)、MRI(核磁共振)、计算机模拟(如核爆炸)等手段,人类获取

论文正文:

前言          通过医学影像设备如CT(计算机断层成像)、MRI核磁共振成像)等获得人体二维断层数据,使用计算机对采集到的影像数据进行处理的技术称为医学影像处理与分析。在目前的医疗影像诊断中,主要的是通过观察我们所获得的二维切片图像去发现病变体,这很大程度上依赖十医生丰富的读片经验,也就是依据图像的定性分析。随着科学技术和计算机技术的口益发展,对十现今医疗环境中诊断技术的要求也越加苛刻。为此,在上世纪人们在科学计算可视化的基础上发展了二维图像立体重建技术。特别是在MRI,CT等大型设备广泛应用的环境下,二维立体成像技术已在逐渐发展。在医院的影像中心,我们可以看到重建二维模型的软件,但这些随着机器带来的重建软件需要计算速度很高、容量很大的计算机系统,连同软件一起,其价格是相当昂贵的。         国内的医学图像二维重建及可视化技术研究正处在发展阶段,己经有一些商用的软件投入使用,但应用范围还比较小,并目_不能在学校教学中进行二维立体演示。一、科学计算可视化科学计算可视化(简称可视化,英文是VisualizationinScientificComputing,简称ViSC)是计算机图形学的一个重要研究方向,是图形科学的新领域[fll“可视化’,一词正式出现十1987年2月美国国家科学基金会(NationalScienceFoundation,简称NSF)召开的一个专题研讨会上。研讨会后发表的正式报告给出了科学计算可视化的定义、覆盖的领域以及近期和!长期研究的方向。这标志着“科学计算可视化”作为一个学科在国际范围内已经成熟。科学计算可视化的基本含义是运用计算机图形学或者一般图形学的原理方法,将科学与工程计算等产生的大规模数据转换为图形、图像,以直观的形式表示出来。它涉及计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计及图形用户界面等多个研究领域,已成为当前计算机图形学研究的重要方向。常言所说“百闻不如一见”,“一图胜过千言”,设计图是借助纸张的媒介表达创意,工程图是现代工业生产的依据。今天,可视化依然继续着借助形象化方法表达人类意图的传统,可视化技术产生的图是一种全新的形式。         可视化技术的出现有着深刻的历史背景,这就是社会的巨大需求和技术水平的进步。借助航天航空、遥感、加速器、CT(计算机断层扫描)、MRI(核磁共振)、计算机模拟(如核爆炸)等手段,人类获取数据的能力飞速提高,每天产生的数据已经不是大量,Ifn是称为海量。面对堆积如山的数据,及时解读,获取有用的信息成为人类面临的巨大挑战。传统的数字或字符形式的处理显然无法满足需要。可视化技术,在这个意义上就成为了“科学技术之眼”,它是科学发现和工程设计的有力工具。二、医学可视化技术作为科学计算可视化的一个重要分支,在医学中,对医学图像的二维可视化被称为医学可视化。科学工作者以此为基础提出了数字化虚拟人的宏伟计划。医学可视化的数据是医学二维图像序列,医学图像的二维可视化技术中最关键的部分就是二维重建,简单的说就是根据由CT,MRI,PET等获得的二维图象切片重新建立人体内的组织或器官的二维图像的过程,也就是从二维切片数据到二维几何数据的处理过程。通过二维重建人们不但可以对重建的图像进行浏览,Ifn}_还可以对图像进行各种操作,如旋转、缩放、移动、fflJ面显示等,使图像能直观地显示人体组织内部的复杂结构,帮助医生明确诊断并指导手术。二维医学图像可视化技术作为有力的辅助手段能够弥补影像设备在成像上的不足,能够为用户提供具有真实感的二维医学图像,便十医生从多角度、多层次进行观察和分析,并目_能够使医生有效地参与数据的处理与分析。在辅助医生诊断、手术仿真、引导治疗等方面都可以发挥重要的作用,因此面向医学领域的二维可视化技术的研究得到了广泛关注,逐渐形成了具有特色的一门学科。医学图像的二维重建及可视化在很多的方面都有应用,如:病情的诊断、手术的规划及模拟仿真、整形、假肢外科、放射规划、解fflJ学等方面。二、医学可视化的国内外研究现状美国国家医学图书馆十1991年委托科罗拉多大学医院建立起一个男人和一个女人的全部解fflJ结构的数据库。全球用户在签订I}}议并付少量经费后,即可获得这一庞大的数据,用十教学和科研。                            参考文献[1]唐泽圣.二维数据场可视化【M].北京:清华大学出版社,1990.方驰华,周五一,钟世镇.虚拟人研究现状及展望[J].中华外科杂志,2004,42(15):953一955.朱玲利.基十CT序列的医学图像二维可视化技术研究.华南师范大学,2007, 5.李彬,田联房,等.用十二维适形放射治疗计划的二维可视化系统【月.华南理工大学学报,2008,9.National Electrical Manufacturers Association(NEMA),Electronicdocumentsof Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM)【S].1999.   Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine  (DICOM),NationalElectrical Manufactures Association Press,2000.   Acr,Nema.Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine  (DICOM)2003【S]伯彭波,张彩明等.基十DICOM3.0标准的医学图像处理系统实现【月.计算机工程与应用,2004,5(26):  223-225.    Schroederw,  Martink,Lorense,wi.The  visualization  Toolkit:An  objectoriented approach to 3D graphics [M] Old Tappan Prentice Hall,1998.   中文摘要 4-5 英文摘要 5 符号说明 6-7 前言 7-11 材料与方法 11-35 结果 35-51 结论 51-53 参考文献 53-55 致谢 55-56 攻读学位期间发表的学术论文 56