基于自由立体显示设备的医疗数据实时可视化系统

发布时间：2021-03-20 05:59

　　医学图像三维可视化作为科学可视化领域目前研究与应用最成功的领域。在临床医学中为医生做出准确的诊断创造了条件,随着此领域研究工作的深入开展,医学图像三维可视化将应用于医学的各个领域。传统医学影像所获得的是二维图像,存在无法直观表示组织器官的问题。医生在病情诊断过程中,需要从二维图像序列中构想出组织器官的三维结构,依赖其主观判断,同时有些信息并无办法准确获取,医学图像三维可视化则可以解决这些问题。可视化一般是对体数据场可视化的过程,表面绘制算法与体积绘制算法是常见的两种可视化算法。表面重建算法常见的有Marching Cube算法、Marching Tetrahedral算法等。体绘制常见的算法有RayCasting算法、Shear-warp算法和Texture Mapping算法等。这其中面绘制具有能简洁反映复杂物体的三维结构、立体显示效果3D感强的特点。本系统采用其中具有代表性的Marching Cube算法作为主要的绘制算法。当前的三维可视化系统是通过电子显示屏幕等二维平面显示。本系统应用倾斜式柱状透镜显示器对三维可视化结果进行显示,能够给观看者带来更接近于真实世界的视觉感受。倾斜式... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

实时可视化系统框图

后的网格更适合应用矩阵进行位置变换，这给可视化中的实时交互创造了条的网格会存在一些噪声顶点，直接渲染成像质量不高，为了改善显示效果，采用了基于拉普拉斯算子的网格平滑操作。除此以外，采用表面绘制可以使换光照效果，使渲染生成的三维图像满足医生做出准确诊断的需求。 Marching Cubes 算法Lorensen, W.E.和 Cline, H.E.在 1987 年提出了经典的移动立方体法(Ms)，MC 算法原理简单，容易编程实现，因此得到了广泛应用。MC 算法的基遍历体数据场，逐个处理体元，求出和等值面相交的体元并计算出等值面与点，然后将交点按一定方式连接成三角面片，从而作为等值面在该体元值中表示。MC 算法通过每个体元 8 个角点的灰度值与用户设定的阈值进行比较，根据断其为在等值面内部（标记）或外部（不标记）两种状态。根据体元八个角不标记两种状态，体元据此共有 22568 种状态。该状态有旋转对称性和反对两种对称性不改变等值面的连接方式。据此我们简化所有状态到 15 种[24]。如。

图 2-4 头颅 CT 断层数据 MarchingCubes 算法重建结果ubes 算法生成的等值面是由所设阈值决定的，算法的时空开销，我们只能在等值面生成以后看到最终中，存在提前预览等值面分布情况的需求。为了做之后在截面上显示二维平面上与所设阈值对应的等数据量大大减少，因此可以做到根据设定的阈值实维空间中等值面分布的预估，图 2-5 展示的是三个等值线 (b)冠状面上等值线 (c)矢状面上图 2-5 头颅三个特征平面上等值线分布结果


本文编号：3090542