基于VTK和ITK的医学图像处理平台的设计与实现
本文选题:医学图像处理 + 软件平台 ; 参考:《重庆大学》2015年硕士论文
【摘要】:近年来,医学图像处理与分析技术获得了巨大的发展,这些技术能够给医生提供更多、更精确的信息,从而辅助医生对疾病进行诊断和鉴别。同时,基于这些理论和技术而开发的软件平台也在不断出现。越来越多全新的功能正不断被研发出来并集成到软件平台中以友好的用户交互形式展现给医生和科研用户,从而极大地满足了各类用户对于诊断和科研方面的需求。由于我国进入此领域的时间不长、硬件基础薄弱等原因,国内在软件平台上的研发水平远不如国外。因此开发一款功能完善的医学图像处理软件,无论对于国家的自主知识产权还是人类医疗产业的发展,都具有十分重要的意义。本文基于VTK、ITK和Qt工具包,完成了医学图像处理基础应用平台的开发,并对系统各组成部分的设计与实现进行了详细的介绍。文章首先介绍了课题的研究背景与意义、国内外研究现状,然后列举了系统开发过程所使用的相关技术,接着对系统进行了需求分析,并在此基础上进行了系统架构设计,将系统分为数据管理模块、显示模块、交互模块和分割模块,然后对各个模块进行了详细设计,并列举了编码与调试过程中的主要注意事项,最后完成了系统测试。系统中,数据管理模块通过调用ITK和VTK接口读入各种类型图像数据,然后将读入内存的数据转换为系统内部统一格式以便于后续处理,最后将此数据在用户界面的数据面板中展示出来。显示模块通过VTK可视化流水线实现了系统内部图像格式的二维可视化和三维可视化,然后通过检测鼠标和键盘等事件完成图像的交互显示功能,如缩放、level/window调整等。交互与事件响应模块实现了系统外部事件和内部事件的检测与响应功能,外部事件响应机制主要是通过设计事件状态机来实现的,内部事件响应机制主要是通过设计observer/command模式来实现的。图像分割模块通过区域生长分割算法提取二维感兴趣轮廓,并通过表面内插算法将二维轮廓重建成三维表面。
[Abstract]:In recent years, medical image processing and analysis technology has made great progress. These techniques can provide doctors with more and more accurate information, so as to assist doctors to diagnose and differentiate diseases. At the same time, software platforms based on these theories and technologies are also emerging. More and more new functions are being developed and integrated into the software platform to display to doctors and scientific research users in the form of friendly user interaction, which greatly meets the needs of all kinds of users for diagnosis and scientific research. Due to the short time and weak hardware base, the domestic R & D level of software platform is far lower than that of foreign countries. Therefore, the development of a fully functional medical image processing software is of great significance to national intellectual property rights and the development of human medical industry. Based on VTKITK and QT toolkits, the basic application platform of medical image processing is developed in this paper, and the design and implementation of each component of the system are introduced in detail. This paper first introduces the research background and significance of the subject, the current research situation at home and abroad, then enumerates the related technologies used in the system development process, then carries on the requirement analysis to the system, and carries on the system architecture design on the basis of this, The system is divided into three modules: data management module, display module, interactive module and partition module. Then each module is designed in detail, and the main points for attention in the process of coding and debugging are listed. Finally, the system test is completed. In the system, the data management module reads in various types of image data by calling ITK and VTK interface, and then converts the data read into memory into the unified format of the system to facilitate the subsequent processing. Finally, the data is displayed in the data panel of the user interface. The display module realizes the 2D and 3D visualization of the image format in the system by VTK visualization pipeline, and then realizes the interactive display function by detecting the events such as mouse and keyboard, such as scaling level / window adjustment and so on. The interaction and event response module realizes the detection and response function of the external and internal events. The external event response mechanism is mainly realized by designing the event state machine. The internal event response mechanism is mainly implemented by designing the observer/command pattern. The image segmentation module extracts 2D contour of interest by region growing segmentation algorithm and reconstructs 2D contour into 3D surface by surface interpolation algorithm.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP391.41
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本文编号:1878846
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