本文關(guān)鍵詞：三維重建技術(shù)在心臟輔助醫(yī)療中的應(yīng)用研究

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【摘要】：醫(yī)學(xué)圖像的三維重建技術(shù)是指通過一系列二維斷層掃描數(shù)據(jù)得到三維結(jié)構(gòu)信息,構(gòu)造出直觀立體的三維模型。它涉及數(shù)字圖像處理、計算機(jī)圖形學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等多門學(xué)科,是目前的研究熱點。醫(yī)學(xué)圖像的三維重建技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)療診斷、手術(shù)規(guī)劃、模擬手術(shù)、整形以及外科解剖教學(xué)等方面。因此,三維重建技術(shù)在醫(yī)學(xué)圖像方面的應(yīng)用具有重要的學(xué)術(shù)研究意義和應(yīng)用價值。三維重建技術(shù)是指使用計算機(jī)斷層掃描、磁共振成像等計算成像技術(shù)得到醫(yī)學(xué)圖像體數(shù)據(jù),按照需要選擇適合的三維重建算法,得到可以三百六十度全方位觀察的三維投影圖像。這樣可以使醫(yī)生清晰方便的觀察到人體內(nèi)部組織或者器官的結(jié)構(gòu),并得到正確的診斷結(jié)果。首先通過對醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行具有針對性的處理后,再使用三維重建技術(shù)構(gòu)建出器官或組織的三維模型,然后把三維模型在顯示屏幕上顯示出來,對于醫(yī)生感興趣的人體內(nèi)部器官,還可以獲取出有關(guān)它的形狀、大小和空間位置等特定信息,便于分析。三維重建技術(shù)的應(yīng)用,有利于醫(yī)生對人體內(nèi)部器官的三維結(jié)構(gòu)更加直觀、定量地察看,還可以針對不同疾病診斷的需求對醫(yī)學(xué)圖像中原有的某些細(xì)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化,從而給醫(yī)生做出正確醫(yī)療診斷帶來幫助。為此,本文提出了圖像預(yù)處理和分割算法相結(jié)合,即通過總變差模型和Otsu方法,得到理想的分割效果。首先,使用基于總變差去噪模型預(yù)處理CT心臟圖像；其次,再使用Otsu閾值方法分割預(yù)處理的圖像；最后,以VTK工具包為基礎(chǔ),使用Marching cube算法和光線投影法對處理后的圖像進(jìn)行三維重建,得到CT心臟圖像的三維虛擬模型。根據(jù)理論和應(yīng)用的學(xué)習(xí)研究,開發(fā)了計算機(jī)輔助診療系統(tǒng),詳細(xì)介紹系統(tǒng)的整體框架,各模塊功能,包括數(shù)據(jù)輸入輸出、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、二維圖像處理、三維面繪制以及三維體繪制,并進(jìn)行系統(tǒng)測試,展示實驗結(jié)果。計算機(jī)輔助診療系統(tǒng)實現(xiàn)了對心臟CT圖像分割以及三維重建,為醫(yī)生診斷病情帶來便利,直觀觀察病灶區(qū)域,制定手術(shù)計劃,為手術(shù)降低風(fēng)險。
【關(guān)鍵詞】：心臟CT圖像 分割算法 三維重建 計算機(jī)輔助診療
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R816.2;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 醫(yī)學(xué)圖像三維重建10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排12-13
• 2 醫(yī)學(xué)圖像預(yù)處理13-28
• 2.1 醫(yī)學(xué)圖像獲取13-17
• 2.1.1 DICOM標(biāo)準(zhǔn)介紹13-14
• 2.1.2 DICOM醫(yī)學(xué)圖像的讀取14-15
• 2.1.3 醫(yī)學(xué)成像方式15-17
• 2.2 總變差模型17-19
• 2.3 醫(yī)學(xué)圖像的分割算法19-23
• 2.3.1 醫(yī)學(xué)圖像的特點19
• 2.3.2 醫(yī)學(xué)圖像分割原理19-20
• 2.3.3 基于區(qū)域的分割方法20-22
• 2.3.4 基于邊緣的分割方法22-23
• 2.3.5 基于閾值的分割方法23
• 2.4 最大類間方差(Otsu)算法23-26
• 2.4.1 Otsu算法基本原理23-24
• 2.4.2 基于二維直方圖的Otsu算法24-26
• 2.5 實驗結(jié)果與分析26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 3 醫(yī)學(xué)圖像的三維重建28-40
• 3.1 三維重建分類28-37
• 3.1.1 三維面繪制28-33
• 3.1.2 三維體繪制33-37
• 3.2 面繪制與體繪制的比較37-38
• 3.3 實驗結(jié)果與分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 計算機(jī)輔助診療系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)40-53
• 4.1 VTK可視化工具包40-42
• 4.1.1 VTK簡介40
• 4.1.2 VTK類庫的特點40-41
• 4.1.3 VTK類庫的系統(tǒng)框架41
• 4.1.4 VTK類庫的結(jié)構(gòu)41-42
• 4.2 需求分析42-43
• 4.2.1 技術(shù)可行性42
• 4.2.2 功能可行性42
• 4.2.3 用例分析42-43
• 4.3 系統(tǒng)設(shè)計43-52
• 4.3.1 系統(tǒng)框架43-44
• 4.3.2 系統(tǒng)功能模塊44
• 4.3.3 系統(tǒng)實現(xiàn)44-51
• 4.3.4 系統(tǒng)特點51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-58
• 致謝58-59

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 付淼;史健;婁巖;甄誠;萬鵬志;陸精悍;;基于虛擬現(xiàn)實的人體頜面三維重建[J];生物醫(yī)學(xué)工程與臨床;2015年03期

2 戴虹;;基于VTK的足部骨骼三維可視化研究[J];上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年03期

3 李奇峰;郭同德;;三維場景地面坐標(biāo)拾取的射線投影算法[J];測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報;2014年01期

4 朱俊杰;杜小平;范湘濤;郭華東;;三種圖像分割算法的對比及圖像分割方法的改進(jìn)[J];計算機(jī)應(yīng)用與軟件;2014年01期

5 戚曉偉;陳秀宏;;改進(jìn)的Otsu方法的雙邊濾波邊緣檢測算法[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2012年31期

6 陳崢;石勇鵬;吉書鵬;;一種改進(jìn)的Otsu圖像閾值分割算法[J];激光與紅外;2012年05期

7 劉少麗;楊向東;陳懇;;基于分割MC算法的超聲影像三維重建方法[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年08期

8 張文娟;馮象初;;基于非局部總變差的圖像分割活動輪廓模型[J];計算機(jī)應(yīng)用研究;2010年06期

9 胡敏;李梅;汪榮貴;;改進(jìn)的Otsu算法在圖像分割中的應(yīng)用[J];電子測量與儀器學(xué)報;2010年05期

10 宮法明;趙興龍;;基于MC算法的醫(yī)學(xué)建模方法與研究[J];微計算機(jī)應(yīng)用;2010年04期

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本文編號：598143