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上海交通大学
硕士学位论文
医学图像三维重建算法研究
姓名:孙皓
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用
指导教师:李明禄
20050101
上海交通大学硕士学位论文

医学图像三维重建算法研究
医学图像三维重建算法研究
摘要
医学图像的三维重建涉及数字图像处理计算机图形学以及医学
领域的相关知识是一个多学科交叉的研究领域也是当前的一个热
点研究问题医学图像的三维重建在医疗诊断辐射治疗规划计算
机辅助手术和图像指导治疗虚拟内窥镜以及远程医疗方面有着重要
应用

因此

对医学影像的三维重建进行研究有着重要的意义
本文以上海市教委曙光计划项目骨肉瘤医学图像可视化关
键技术研究为背景研究骨肉瘤医学影像三维重建算法医学图像
三维重建算法主要有等值面绘制法直接体绘制法最大强度投影绘
制法和非真实感绘制法就应用范围来说前两种算法应用广泛能
够适用于各种医学图像数据后两者则只适用于某些特殊的数据因
此本文从推广性和实用性角度出发主要针对前两种算法进行讨论
准确的二维断层医学图像是建立优质的三维图像的基础因此在
三维重建之前首先要对二维图像进行一系列的预处理

如去噪和插
值欲重建出骨肉瘤的三维图像还必须对骨肉瘤医学图像进行分割
由于骨肉瘤信号的特点以及 MRI 图像的多模式特性

本文采用基于
模糊连接的分割方法进行骨肉瘤分割取得了良好的分割结果对分
割后的图像建立三维数据场模型然后应用三维重建算法绘制模型
即可绘制出预期的三维物体
等值面绘制算法中的移动立方体 MC Marching Cubes 算法是
应用得最为广泛的三维重建算法之一从该算法发表至今的 20 多年
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医学图像三维重建算法研究
里一直在应用领域发挥着巨大的作用本文详细论述了该算法阐述
了算法的原理优缺点以及对该算法缺陷的优化方法文章针对骨肉
瘤 MRI 图像的特点提出了在 PC 平台上用 MC 算法实现骨肉瘤三维
重建在应用中对算法进行了优化并提出了实现三维交互操作的方
法其中包括旋转平移缩放和剖切其中剖切操作使用户可以
切割三维物体从而观察物体内部组织的信息最后文章给出了该
算法的实验结果
直接体绘制算法中的光线投射 Ray-casting 算法是另一个应用
得非常广泛的三维重建算法它所建立的绘制模型还被其他几类三维
重建算法所采用本文对该算法进行了研究对算法的原理绘制模
式结构算法的优化都做了详细的论述针对骨肉瘤三维重建的特殊
性文章提出了 Ray-casting 算法在 PC 平台上的实现方法在应用中
优化算法提高了算法的运算速度并给出了算法的实验结果最后
本文提炼了体绘制算法与面绘制算法的异同点特别是针对两者的区
别给出了在各个不同参数下 MC 算法和 Ray-casting 算法的区别
本文通过大量的调查研究和软件开发工作完成了一套用于骨
肉瘤辅助诊断的骨肉瘤医疗影像系统该系统能够对医学图像进行预
处理分割配准和三维重建为骨科医生和放射科医生的诊断治疗
提供了辅助手段本文对该系统的结构功能和特点都做了详细的介
绍

论述了系统优缺点并提出了展望
关键词

三维重建医学图像可视化医学图像分割移动立方体
光线投射

骨肉瘤

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医学图像三维重建算法研究
STUDY ON THE ALGORITHMS OF 3D
RECONSTRUCTION OF MEDICAL
IMAGES
ABSTRACT
3D reconstruction from medical images relates to the subjects of
digital image processing, computer graphics and some related knowledge
of medical. It is a multi-disciplinary subject and e an important
research point. 3D reconstruction of medical images is widely used in
diagnostic, radiotherapy planning, computer assistant surgery, virtual
endoscopy and remote medical treatment. Study on 3D reconstruction
from medical images has important significance on scie