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人脑解剖结构图谱软件的设计与实现

作　者: 刘波
导　师: 付宜利
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 数字化脑图谱 Talairach MR Visual C++ OpenGL
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 45次
引　用: 1次
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内容摘要


数字化人脑图谱是目前人脑科学研究的一个重要方面。早期人脑图谱在神经解剖研究、教学与日常应用中发挥了较大作用,但形式单一,内容固定,平面图形形式难以使医生建立脑内解剖结构的三维形象,而且不能进行数字化处理和存储,图谱与病人实际数据的对准应用受到严重的限制。数字化脑图谱弥补了以上缺点,在神经解剖教学、手术计划和模型驱动分割等方面发挥着重要作用。本文介绍了一种人脑解剖结构图谱软件的设计和实现过程。该软件是一个适用于学生、教师、科研工作者的交互式参考工具,主要应用于神经解剖教学中。按照软件工程的基本思想,对软件进行了需求分析和总体结构的设计,把它分为二维模块、三维模块和辅助模块。分析了二维模块中的Talairach图谱和MR图像以及三维模块中脑部组织三维模型数据的来源以及对以上数据进行的处理。二维模块有探索和测试两种模式,探索模式有图像标记、测量距离、设置三维平面、搜索、存储和清除六个功能,允许用户对二维图谱做交互式操作。测试模式有“在那里?”和“是什么?”两个功能,允许用户对学习的效果做基本的测试。三维模块是基于OpenGL实现的,使用户能够看到脑部组织的三维形象,从而提高对脑部组织的结构和相互位置关系的认识,重点研究了脑部组织解剖标签的树状结构和模型拾取操作。本软件是在Visual C++集成开发环境下开发的,经过测试,能够在神经解剖教学中发挥较大作用,同时对神经学方面的科研工作有一定的帮助。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-15
  1.1 课题背景及意义  7-8
  1.2 数字化人脑图谱的制作方法  8-10
  1.3 国内外研究现状  10-14
    1.3.1 国外研究现状  10-13
    1.3.2 国内研究现状  13-14
  1.4 本课题的主要研究内容  14-15
第2章 软件总体设计  15-19
  2.1 软件需求分析  15-16
  2.2 软件模块划分  16-18
    2.2.1 二维模块  16-17
    2.2.2 三维模块  17-18
  2.3 软件的开发工具与系统环境  18
  2.4 本章小结  18-19
第3章 数据来源和处理  19-31
  3.1 二维模块的数据  19-23
    3.1.1 图谱  19-23
    3.1.2 磁共振图像  23
  3.2 MR图像与Talairach图谱的配准和融合  23-26
    3.2.1 MR图像与Talairach图谱的配准  23-24
    3.2.2 MR图像与Talairach图谱的融合  24-26
  3.3 二维模块数据的存储方式  26-27
  3.4 三维模块的数据  27-30
    3.4.1 数据来源和处理  27-28
    3.4.2 OBJ文件格式简介  28-30
  3.5 本章小结  30-31
第4章 二维模块的设计与实现  31-44
  4.1 界面  31-32
  4.2 数据的读取和显示  32-35
  4.3 图谱解剖标签的建立  35
  4.4 探索模式的设计和实现  35-42
    4.4.1 图像标记  36-39
    4.4.2 测量距离  39-40
    4.4.3 设置三维平面  40-41
    4.4.4 搜索  41
    4.4.5 其他功能  41-42
  4.5 测试模式的设计和实现  42-43
    4.5.1 “在哪里？”功能的设计和实现  42-43
    4.5.2 “是什么？”功能的设计和实现  43
  4.6 本章小结  43-44
第5章 三维模块的设计与实现  44-53
  5.1 界面  44-45
  5.2 脑部组织解剖标签的树状结构  45-50
    5.2.1 树状数据结构  45-46
    5.2.2 解剖标签树状结构的描述  46-48
    5.2.3 解剖标签树状数据结构的建立  48-49
    5.2.4 递归思想在树状结构中的应用  49-50
  5.3 三维场景中模型拾取的实现  50-52
    5.3.1 基于OpenGL选择模式的拾取方法  50-52
    5.3.2 选择缓冲区中数据格式的分析  52
  5.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-58
致谢  58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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