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47521字硕士毕业论文IDL语言医学图像三维构建的相关层次分析

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:47521字
论点:绘制,图像,重建
论文概述:

本文在医学图像三维重建的研究和实现方面取得了一些成果,但是其实现的功能还是非常有限的,而且,医学图像三维重建的相关应用领域是一个非常重要的研究领域,我们对其的研究范围还非

论文正文:

介绍

1.1项目的研究背景、目的和意义

1.1.1研究背景

自从伦琴在20世纪70年代发现x光以来,医学发展迅速。在接下来的100多年里,计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(磁共振成像)、正电子发射计算机断层扫描(PET)、超声波(US)等许多成像技术相继出现。利用这些技术可以获得人体内部组织和器官的二维切片序列图像,提高医学诊断水平,在医学研究中发挥重要的辅助作用。医学图像的三维重建是当前医学图像处理的研究热点,也是医学图像处理系统的重要组成部分。它使用一组二维图像序列,并与计算机相结合,对人体器官、组织或病变进行三维重建,以确定病变的大小、空位置、几何形状和空与周围组织的关系,从而提高诊断和治疗的准确性和有效性。

1.1.2项目研究的目的

1.在IDLDE平台下,利用三维重建技术构建一组DICOM二维图像序列,构建组织或器官的三维模型,然后将三维模型显示在屏幕上,便于观察和分析。因此,临床医生可以更直接、更清晰、更准确地观察人体内部组织的三维结构和病理变化,还可以根据不同的诊断要求加强图像中的细节,从而使医生更容易做出准确的诊断。2.国内医学图像研究人员在研发过程中仍然使用传统的C、C++、Matlab等语言,而国外医学图像研究人员已经将IDL应用于医学图像研究中,从而专注于算法和建模等核心问题。通过本文,我们可以为同事提供思维选择空并学会使用IDL,从而提高我们在医学图像处理和分析领域的科研水平。

1.2国内外研究现状

1.2.1外国研究现状

自70年代以来,国外对医学图像三维重建的研究已经开始。十多年后,这项技术发展迅速。在发达国家,这一领域受到了相当大的关注。发达国家毫不犹豫地在这一领域的研究上投入巨资。这项技术的大部分实现是基于工作站或使用特殊的硬件设备。在国外,他们对医学图像三维重建的研究起步较早,成果更为显著。1994年,美国斯坦福大学提出了剪切弯曲算法。在软件加速的研究中,使用该算法加速体绘制是最重要的任务之一。这项工作的进展是以256*256*256的分辨率对中等大小的体数据进行体绘制,绘制速度约为1帧/秒。经过三年的努力,奥地利维也纳大学开发了一套三维重建系统。2000年,他们采用最大密度投影算法融合了直接体绘制和体绘制,并采用两层体绘制模型进行重建,取得了很好的渲染效果。2001年,交互式三维重建系统成功完成。

2图像数据格式

2.1数据源和特征

目前,大多数医学成像设备产生的数据格式是医学图像格式(DICOM image format)。它们来自计算机断层摄影、核磁共振成像、正电子发射计算机断层摄影、超声波等。然而,不同设备生成的数据参数是不同的。了解这些数据可以指导医学图像的三维重建。1.CTCT用一束x光扫描人体。它的图像反映了人体不同组织对x光的吸收程度和透射率。灰度值越高,吸收的x光越多,灰度值越低,吸收的x光越少。CT分辨率高,检测范围广:脑梗塞、脑出血、骨折、肺结核等。2.磁共振成像采用生物磁自旋成像技术,具有核自旋运动的特点。利用这一特性,在外部磁场中,信号由射频脉冲冲击产生,然后信号被检测器检测,信号被输入到计算机中,经过处理和转换,最后图像显示在屏幕上。磁共振成像提供了丰富的信息,可以直接获得横断面、冠状面、矢状面等斜切面图像,并且不会在CT检测中产生伪影。因此,它在疾病诊断中具有很大的优势。磁共振成像对常见脑部疾病的检测非常有效,如脑肿瘤、脑血肿、动静脉畸形等。磁共振成像空的分辨率不如电脑断层成像,而且价格更贵。

2.2 DICOM标准概述

医学中的数字成像和通信(DICOM),它是一个公共医学数字成像和传输标准,由美国放射学院(ACR)和国家电气制造商协会(NEMA)于1983年成立的联合委员会发起和开发。制定本标准的目的如下:1 .因为许多医疗成像设备制造商具有不同的图像格式,以便在不同制造商的设备之间交换图像数据和传递相关信息。2.它为PACS提供了便利,也有利于通信系统与HIS和RIS的接口。3.可以更方便地查询诊断数据库。与以前的版本相比,DICOM3.0标准具有以下特点:1 .DICOM3.0可应用于网络环境,支持开放系统互连协议OSI和通信协议TCP/IP;;2.对订单和信息交换的详细标准响应;3.准确描述制造商关于兼容性结构的声明;4.采用多部分文件有利于增加新功能和易于升级;5.介绍了图形、图像、医学分析和患者报告等信息对象。

1导言........................................................................................2

1.1项目的研究背景、目的和意义........................................................2

1.2国内外研究现状.....................................................................3

1.3医学图像三维重建的应用.............................................6

1.4论文的主要研究内容是........................................................7

2图像数据格式.................................................................................8

2.1数据源和特征........................................................8

2.2 DICOM标准概述........................................................9

2.3 DICOM标准的主要内容和结构...........................................10

2 . 3 . 1 ICOM标准主要内容..........................................10

结论

本文的主要工作如下:1 .研究了开发工具IDL,包括IDL的特点和编程机制,并用IDL人脸渲染和体绘制的经典算法实现了IDL,并给出了实验结果。2.对三维重建的经典算法进行了深入的分析和研究。三维重建主要分为表面渲染和体绘制。在表面绘制中,主要研究了行进立方体算法和多边形绘制算法,并分析了它们的空孔洞。在体绘制中,主要研究光线投射算法。最后,通过IDL编程实现了表面渲染和体绘制。3.对三维重建结果进行了比较和分析。主要有两种系统用于相同数据的表面渲染,同一系统用于不同数据的表面渲染,IDL用于不同数据的体渲染,IDL用于表面渲染和体渲染,VTK用于比较。4.为了更好地适应临床诊断的需要,本文在三维重建的基础上,研究并实现了三维重建图像的切割。本文讨论的主要切削方法有多平面切削和任意平面切削。医生可以根据自己的需要选择不同的切割位置和方法,方便多角度、多层次的信息采集,更好的辅助诊断。利用IDL切割重建图像简单有效,可以观察到更清晰的切割面。尽管本文在医学图像三维重建的研究和实现方面取得了一定的成果,但其功能仍然十分有限。此外,医学图像三维重建的相关应用领域是一个非常重要的研究领域,我们对它的研究范围仍然很窄。

参考

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