基于MITK的医学图像三维重建方法研究

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随着计算机 X 线断层成像 (CT)、核磁共振成像 (MRI)、计算机 X 线放射成像(CR)、数字 X 线放射成像 (DR) 等医学成像技术的产生和拓展 , 使得传统的医学诊断方式发生了革命性的改变。运用计算机技术对医学影像设备采集到的医学影像进行处理和分析,可以辅助医生进行更好、更准确的诊断。三维可视化作为医学影像处理技术的重要组成部分,是科学可视化探讨的一个重要分支,其主要目的是将医学影像设备得到的一系列的二维的切片,使用计算机图形学的技术,构造出一个器官的三维模型,增强对相关解剖与病理的观察和理解。 三维可视化可以通过多种算法来实现,主要分为面绘制技术和体绘制技术。面绘制技术通过数据分析,寻找感兴趣区域的轮廓线边界,进而绘制多面形表面。
    体绘制技术包括 Muti-planar Reformatting算法、Splatting算法、Ray Casting算法等,较之面绘制技术,体绘制能够高质量的绘制出三维物体表面以及内部细节、但运算量较大,实时交互性较差。 MITK 采用传统的面向对象的设计方法。所有的 MITK 的代码全部使用 ANSI C++ 编写,没有使用任何编译器提供的特殊关键字或者特殊函数,并且尽量降低了平台相关的代码量。MITK 以上的特点使得 MITK 可以在多数主流的 C++ 编译器下编译通过。 MITK 的整体计算框架采用流水线作业方式,以数据处理为中心,将算法和数据分开考虑,在 MITK 中,一个算法被抽象成一个滤波器(Filter),它接受一个输入,生成一个输出,其输入输出均为数据对象(Data)。
     Data 是需要处理的数据所进行的抽象。Source 是流水线的起源。其作用是负责生成整个流水线的起始数据。Filter是算法类的一种,负责对数据对象进行处理,代表各种算法。 Target 是流水线的终点,其作用是将最后的数据放在一个合适的位置,终止流水线的执行。将得到的结果数据保存至磁盘或将得到的结果在屏幕上显示出来。本文对多套数据分别用面绘制和体绘制的方法进行了三维重建 , 初步探索出了一条用 MITK 进行三维重建的途径。通过探讨发现, MITK不仅可视化效果好, 而且应用方便, 灵活性强。当然 , 本文所进行的只是一个初步探索的工作 , 应用了部分功能,在今后的实践中将进一步对该工具包进行探讨和扩充 , 以期能够得到更加完善的医学图像处理结果。

[正文图表略.]
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