高频超声三维成像系统的研究与实现

发布时间：2023-04-22 17:58

　　医学超声成像技术因其成本低廉、实时成像、安全无辐射等优势在临床诊断中广泛应用。三维超声成像技术能够提供待测组织器官的三维立体结构,便于对组织器官空间结构和解剖信息的理解。高频超声三维成像技术因其超强的分辨力,能够清晰的显示皮肤等浅表器官细微的三维结构信息,具有重要的研究价值。本文提出的高频超声三维成像方法是在高频超声条件下实现待测组织的三维立体结构显示,有利于浅表器官的临床诊断。本文通过分析三维超声成像的原理,结合高频成像特点确定高频超声三维数据的采集方式、重建算法以及可视化方法。针对高频超声二维图像等时间间隔采样算法的弊端,提出等空间间隔采样算法,提高了高频超声二维图像的质量;本文通过FPGA控制机械线性三维扫描探头的扫描方式,实现预设的扫描方案,获得高频超声三维数据。在上位机系统基于可视化工具包VTK对采集到的三维数据进行三维重建与可视化操作,实现高频超声三维成像。.本文基于FPGA完成高频超声三维成像系统的实验平台搭建。通过超声体模的高频超声三维成像实验,验证了系统的可行性。为了提高数据利用率,本文对高频超声三维图像进行旋转、缩放以及任意切面显示等可视化交互实验。针对高频超声三维...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外现状及发展
    1.3 研究内容及创新点
    1.4 论文结构
第二章 三维超声成像方法
    2.1 三维超声数据采集
        2.1.1 机械定位扫描
        2.1.2 带位置传感器的自由臂扫描
        2.1.3 不带位置传感器的自由臂扫描
        2.1.4 二维面阵扫描
    2.2 三维超声数据重建
        2.2.1 基于体素的重建算法
        2.2.2 基于像素的重建算法
        2.2.3 基于函数的重建算法
    2.3 三维超声数据可视化
        2.3.1 面绘制
        2.3.2 体绘制
    2.4 高频超声三维成像方法
        2.4.1 高频超声三维数据采集
        2.4.2 高频超声三维数据重建
        2.4.3 高频超声三维数据可视化
    2.5 本章小结
第三章 高频超声三维成像系统设计
    3.1 系统总体设计
    3.2 高频超声二维图像的获取
        3.2.1 二维扫描方案设计
        3.2.2 二维扫描方案实现
    3.3 三维扫描的设计与实现
        3.3.1 三维扫描的设计
        3.3.2 三维扫描的实现
    3.4 VTK三维重建与可视化
        3.4.1 VTK简介
        3.4.2 基于VTK的光线投射算法
        3.4.3 高频超声不透明度和颜色值设计
        3.4.4 高频超声三维图像渲染加速
    3.5 本章小结
第四章 高频超声三维成像结果与分析
    4.1 高频超声三维成像实验
        4.1.1 实验平台介绍
        4.1.2 体模重建实验
        4.1.3 皮肤重建实验
    4.2 高频超声三维图像交互实验
        4.2.1 高频超声三维图像的旋转与缩放
        4.2.2 高频超声三维图像的交互式切割
    4.3 高频超声二维图像间隔对三维成像质量的影响
    4.4 高频超声三维成像配准实验
        4.4.1 ITK配准原理
        4.4.2 ITK配准中的变换函数
        4.4.3 基于ITK的配准实验
    4.5 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 展望
参考文献
研究生期间参与项目
研究生期间发表的文章与专利
致谢



本文编号：3798139