医学影像的分割及三维重构

简介：
本研究聚焦于医学影像领域的图像分割与三维重建技术，通过精准提取人体组织结构信息，为临床诊断和手术规划提供重要依据。 医学图像三维重建利用计算机图形学、数字图像处理技术、可视化技术和人机交互方法将二维的医学影像序列转换为三维模型，并提供用户所需的交互手段。其中，图像分割是进行三维重建的前提条件，其效果直接影响到最终的应用质量。 在生物医学工程领域中，这一应用结合了多种学科的知识和技术，包括计算机图形学和图像处理技术等，在医学诊断、手术规划及教学等方面具有很高的实用价值。近年来，它成为了计算机应用研究的热点之一。医学图像分割与三维重建是两个紧密相连的研究方向。 本段落探讨了基于区域和边缘两种方法在医学影像中的具体运用，并通过ITK软件包提供的区域生长法成功地实现了肝脏、脊椎以及肺部等人体器官的有效分割；对于三维重建算法，则分为面绘制和体直接绘制两类。前者是从三维数据中提取目标物体的表面，然后利用传统图形学技术进行渲染；而后者则是将整个体积的数据可视化显示出来，让医生能够通过调整参数来观察内部结构信息。 文中还研究了光线投射、错切变形法以及基于纹理映射等体绘制算法，并详细说明了Marching Cubes面绘制方法的实现机制和适用范围。利用VTK软件包进行不同人体部位组织器官的三维重建实验，取得了良好的效果。 本段落主要关注医学图像分割与三维重建技术的应用研究，在此基础上结合ITK（Insight ToolKit）和VTK(Vislual ToolKit)等工具开发了一个基于ActiveX技术的VolumeRenderX控件，并通过MFC编程实现了该控件。这个面向对象且易于扩展的设计可以跨平台使用，集成了多种实用功能如参数调节及体剖切等，相较于传统的医学图像处理与三维重建系统具有更高的应用价值。 此外，本段落还提出了一种基于WEB模式的医学影像三维重建解决方案。