本文選題：醫(yī)學(xué)圖像　切入點(diǎn)：立方體算法　出處：《哈爾濱工程大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由于人體組織器官的形態(tài)多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,傳統(tǒng)的二維斷層數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足人們?cè)卺t(yī)學(xué)診斷方面的需求,使得三維重建技術(shù)成為了當(dāng)今醫(yī)學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。利用三維重建技術(shù),將計(jì)算機(jī)斷層掃描、核磁共振等二維醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造成可交互的三維圖像,可以多角度全方位顯示人體內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。因此醫(yī)學(xué)三維重建技術(shù)在醫(yī)療診斷、手術(shù)規(guī)劃等方面具有很好的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景。基于人體頭部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,研究了體繪制、面繪制等三維重建算法,根據(jù)“可對(duì)頭部二維醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維重建、且能對(duì)重建結(jié)果切割”的需求,設(shè)計(jì)了一套三維醫(yī)學(xué)重建系統(tǒng)。首先從數(shù)據(jù)源、算法、軟件平臺(tái)三個(gè)方面綜述當(dāng)前三維重建技術(shù)的發(fā)展,討論系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要使用的算法和算法平臺(tái);對(duì)Marching Cubes算法展開探索與研究,深入討論了 Marching Cubes算法的二義性問題,并在漸近線判別法的基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)方法。接著,闡述了光線投射法的原理和流程,對(duì)傳統(tǒng)的基于體素標(biāo)量值和梯度幅值的二維體繪制傳遞函數(shù)進(jìn)行了研究,針對(duì)其特征少、不能有效區(qū)分物質(zhì)類別的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種基于極限學(xué)習(xí)機(jī)的多維體繪制傳遞函數(shù)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),繪制效果得到明顯改善。最后,設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像三維重建系統(tǒng),并對(duì)多組醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)可以很好的實(shí)現(xiàn)病人信息的提取、單幅DICOM的顯示和調(diào)整、面繪制、體繪制和虛擬切割等功能。
[Abstract]:Due to the diversity and complexity of human tissues and organs, the traditional two-dimensional tomography data can no longer meet the needs of medical diagnosis. 3D reconstruction technology has become a hot topic in modern medical research. By using 3D reconstruction technology, 2D medical data such as computer tomography, nuclear magnetic resonance and other two-dimensional medical data are constructed into interactive 3D images. Therefore, 3D medical reconstruction technology has good academic value and application prospect in medical diagnosis, surgical planning, etc. Based on the complexity of human head structure, Based on the requirement of "3D reconstruction of two-dimensional medical image of head and cutting of reconstruction result", a set of 3D medical reconstruction system is designed, which is based on data source, algorithm, and so on. This paper summarizes the development of 3D reconstruction technology in three aspects of software platform, discusses the algorithm and algorithm platform to be used in the system design, explores and studies the Marching Cubes algorithm, and discusses the ambiguity of Marching Cubes algorithm. An improved method is proposed on the basis of asymptote discriminant method. Secondly, the principle and flow of ray-casting method are described, and the traditional transfer function of two-dimensional volume rendering based on volume scalar and gradient amplitude is studied. In order to solve the problem that it has few characteristics and can not distinguish the material category effectively, a multi-dimensional volume rendering transfer function based on the ultimate learning machine is designed and experimented, and the rendering effect is improved obviously. A medical image 3D reconstruction system is designed and developed, and many groups of medical data are tested. The system can achieve the functions of patient information extraction, single DICOM display and adjustment, surface rendering, volume rendering and virtual cutting.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1621709