CT图像处理及可视化技术的研究

论文题目: CT图像处理及可视化技术的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 模式识别与智能系统

作者: 邓杰航

导师: 朱虹

关键词: 图像分割,单窗图像增强,多窗图像增强,体绘制,三维可视化

文献来源: 西安理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着计算机技术、医学影像技术的不断发展,计算机断层摄影(ComputerTomography,简称CT)在医学界得到广泛的应用。CT以其高密度分辨率,能测出人体各种器官区域并以图像显示的优点辅助医生进行病情诊断。为了提高CT的早期诊断性能,以及更准确地分析病情,就需要对CT图像的二维及三维的清晰显示提出了更高的要求。本文针对CT存在的问题,对现在CT的国内外发展情况进行广泛的调研,确定了本文的研究目标——设计并实现一个可以自动和交互式进行CT图像处理和三维可视化系统,辅助、方便影像科医师和主治医生对患者病情的准确诊断。系统具有高度的实用性。针对以上的目标,本文结合人体解剖学、CT成像原理、医学影像学、医学DICOM标准、数字图像处理技术、计算机图形学和三维可视化技术等多个学科的知识进行大量的研究、实验工作,提出了医学胸部图像感兴趣器官的自动分割方法、西安理工大学硕士学位论文病灶的半自动分割方法、感兴趣器官多窗灰度增强方法、彩色CT自动生成方法、快速渐进式直接体绘制方法,并对虚拟内窥镜技术进行了初步的理论研究。在进行图像分割过程中,本文首先自动搜索出各感兴趣器官的阑值分割点,进行区域粗分割、细分割,有效地提取出各器官区域。然后根据本文提出的图像增强算法对各器官进行单窗和多窗的灰度和彩色增强处理。在进行病灶半自动定位的过程中,本文结合医生的交互区域信息和区域生长方法确定其它切片上的病变区域。本文的医学测量方法能够准确的测出指定区域的儿何属性。在三维可视化处理当中,本文根据三维数据体本身固有属性和光线跟踪的原理进行快速渐进式直接体绘制,实现了单、多窗器官的三维可视化。实验表明,本文所提出的方法对不同成像系统,不同年龄、性别的患者都有很高的适应性和准确性,基本上满足了实际的要求。关键词:CT,图像分割,单窗图像增强,多窗图像增强,体绘制,三维可视化

论文目录:

1 概述

1．1 研究背景及意义

1．1．1 实际需求

1．1．2 国内外发展情况

1．2 课题目标及主要任务

1．2．1 系统流程

1．2．2 系统功能模块描述

1．2．3 论文的内容安排

2 医学及医学电子准备知识

2．1 人体胸部解剖结构

2．1．1 皮肤

2．1．2 胸壁及胸肌

2．1．3 胸膜和胸膜腔

2．1．4 肺

2．1．5 纵隔

2．1．6 骨

2．2 CT成像原理简介

2．2．1 CT成像的基本概念

2．2．2 基本原理

2．2．3 CT图像的特点

2．3 DICOM标准及相应的文件格式

2．3．1 DICOM标准

2．3．2 DICOM传输语法及数据类型

2．3．3 DIC0M文件存储格式

2．3．4 窗宽、窗位

2．3．5 读取 DICOM磁盘数据的解码过程

3 二维胸部CT DICOM图像处理

3．1 图像分割

3．1．1 分割方法的原理

3．1．2 各器官分割闽值点的自动确定

3．1．3 各器官区域的分割提取

3．2 病灶的半自动分割

3．3 感兴趣LUT的各器官的增强

3．3．1 不同组织的灰度级数的确定

3．3．2 不同组织间的平滑过渡

3．3．3 非线性VOI LUT的构造

3．4 多窗伪彩处理

3．5 医学测量

4 三维体数据可视化

4．1 可视化概述

4．1．1 医学图像可视化意义

4．1．2 医学图像可视化技术的发展

4．1．3 医学图像可视化的特点

4．1．4 医学图像可视化的基本方法

4．2 直接体绘制方法

4．2．1 直接体绘制过程

4．2．2 构造三维数据体

4．2．3 三维规则体数据封装

4．2．4 三维数据体旋转

4．2．5 体光照模型

4．2．6 体数据的分割

4．2．7 深度调制

4．2．8 体绘制方法

4．3 快速渐进式直接体绘制算法的实现

4．3．1 单器官快速渐进式直接灰度体绘制

4．3．2 多器官直接灰度体绘制

4．3．3 单器官直接彩色体绘制

4．3．4 多器官直接彩色体绘制

4．4 面绘制

4．4．1 面绘制算法原理

4．4．2 表面绘制算法

4．4．3 两类表面绘制算法的比较

4．4．4 Marching Cubes算法

5 虚拟内窥镜初探

5．1 内窥镜及虚拟内窥镜的发展

5．2 虚拟内窥镜的应用

5．3 虚拟内窥镜的主要技术组成

5．3．1 虚拟内窥镜系统的处理过程

5．3．2 虚拟内窥镜系统的硬件设备

5．3．3 虚拟内窥镜系统的软件组成

5．4 虚拟内窥镜的研究现状和难点

6 系统介绍及实验结果分析

6．1 系统介绍

6．2 图像分割效果分析

6．3 图像的误分割现象

6．4 多窗灰度增强

6．5 多窗彩色增强

6．6 医学测量

6．7 快速渐进式直接体绘制

6．8 面绘制

6．9 存在的问题

结论与展望

致谢

参考文献

发布时间: 2005-05-10

参考文献

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