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三维医学超声影像表面重建方法的应用研究

作　者: 王丽梅
导　师: 孙丰荣
学　校: 山东大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 表面重建 T-Snake模型距离变换极大圆盘形状插值
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 100次
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内容摘要

超声检查以其无损伤、无痛苦、无辐射、实时、快捷、方便等特点在临床诊断中占有举足轻重的地位。在最近的十几年里,有关超声成像技术的研究在医学成像领域至少占百分之二十五以上的份额。由于常规二维超声有很多临床应用局限性,医生在诊断时只能把许多二维超声图像在头脑中想象出三维的器官,如此会导致工作效率低下甚至误诊;且二维超声图像只从一个角度描绘器官,临床医生难以获得最优化的成像平面用于诊断。三维超声技术的出现则解决了上述问题。医学超声图像的三维重建和可视化技术(3D Reconstruction and Visualization)由二维超声断层图像构建人体器官、软组织和病变体等的三维模型并进行三维显示,能够给予医务人员以直观的感觉,从而提高医疗诊断和治疗规划的准确性与科学性。其中三维可视化技术主要有两大类:一类是面绘制,另一类是体绘制,其中面绘制技术也称为表面重建技术。体绘制更能反应真实的人体器官或组织真实的生理解剖结构,但是由于体绘制算法运算量太大,即使利用高性能的计算机,仍然无法满足实际应用中交互操作的需要,因此,面绘制仍是目前的主流算法。本课题特别针对自由臂扫描获得的非平行超声断层图像序列,实现了一种基于轮廓的、由原始断层图像序列直接重建目标对象表面的算法。基于轮廓的表面重建(Surface Reconstruction)首先要进行分割、插值得到目标对象的全部轮廓点,然后再由已经得到的轮廓点进行面绘制而完成目标对象的表面重建。本课题主要是对分割与插值两个关键问题进行了重点研究。研究内容主要为两大部分:一,进一步改进并应用T-Snake模型提取部分断层图像中目标对象的轮廓点,由试验结果可看出,该方法提供了正确的分割结果。二,改进并应用基于极大原盘引导的形状插值方法,对已被分割的部分断层图像之间进行插值得到所有轮廓点;因为自由扫描得到的断层图像之间是非平行的,而该插值方法在插值过程中能有效的调节插值走向,保证了插值的准确性,同时在插值过程中采用了巧妙的计算方法,提高了处理速度。

全文目录

中文摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
符号说明  12-13
第一章绪论  13-17
  第一节课题的来源及背景  13-14
  第二节课题研究内容和论文结构  14-15
  第三节课题的创新点  15-17
第二章医学超声影像三维重建数据基础与可视化技术  17-29
  第一节引言  17-18
  第二节三维重建的数据基础  18-24
    2.1 数据采集  18-22
    2.2 数据校准  22-24
  第三节三维可视化技术  24-29
    3.1 面绘制  25-27
    3.2 体绘制  27-29
第三章改进T-Snake模型及其在医学超声图像分割中的应用  29-41
  第一节概述  29-33
    1.1 传统图像分割方法  29-31
    1.2 现代图像分割方法  31-33
  第二节基于改进T-Snake模型的医学超声图像分割  33-38
    2.1 改进T-Snake模型的原理  33-36
    2.2 算法描述及本文工作  36-38
  第三节实验结果及分析  38-41
第四章基于极大圆盘引导的形状插值  41-60
  第一节医学图像插值方法概述  41-46
    1.1 基于平行扫描的图像插值  41-43
    1.2 基于非平行扫描的图像插值  43-46
  第二节基于极大圆盘引导的形状插值  46-52
    2.1 插值原理及实现步骤  46-51
    2.2 几点改进  51-52
  第三节实验结果及分析  52-60
    3.1 仿真实验  52-55
    3.2 对肝脏血管的实验结果  55-60
第五章结论与展望  60-61
参考文献  61-68
致谢  68-69
硕士期间发表论文  69-70
学位论文评阅及答辩情况表  70

三维医学超声影像表面重建方法的应用研究

内容摘要

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