基于自由臂三维超声成像的脊椎二维轮廓线表面重建

发布时间：2017-09-25 12:26

  本文关键词：基于自由臂三维超声成像的脊椎二维轮廓线表面重建

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【摘要】：随着医学影像技术的发展,医学图像在医学诊断中发挥着越来越重要的作用,二维超声图像由于其无辐射、灵活性和低成本性在医学诊断中有着成熟而广泛的应用。但是,二维超声图像只呈现器官的断面信息,医生需要根据多幅图像凭经验估计出器官的三维特征,诊断结果不够准确,如果将人体器官直接以三维图像的形式直观地显示出来,必然有助于医生进行全面而准确的分析。在三维超声成像技术的研究中,自由臂三维超声成像技术只需在传统的二维超声探头上加装位置传感器获取二维图像的位置信息即可实现三维重建,成本低且方便灵活,因此,自由臂三维超声成像技术成为三维超声重建研究的主要方向。自由臂三维超声系统中,超声探头的标定是至关重要的一步,标定结果直接影响超声图像重建的准确性,本文采用面模体的方法对探头进行了标定,在标定过程中,二维超声图像与位置信息的匹配是影响标定结果的关键步骤,为了提高标定精度及减少标定耗时,本文提出了一中简单快速的时间匹配方法—连续帧控制法,该方法有效降低了一般时间匹配方法的复杂度,对于提高整个系统的实时性有显著作用。医学图像的三维重建方法主要有表面重建和体积重建,在脊椎的三维超声重建中,由于超声图像的特性,由体积重建的结果并不令人满意。因此,本文提出了一种基于二维轮廓线的表面重建方法对脊椎进行三维重建,用超声扫描采集了脊椎模型和人体脊椎的超声图像,然后描绘脊椎的轮廓线,最后对脊椎表面轮廓进行三维重建。本文先对单一的椎骨模型进行了表面重建,重建结果很好的反映了椎骨的实际表面,后分别对多块椎骨组成的脊椎模型和六组真实人体脊椎做了重建实验,实验结果表明,脊椎模型的重建结果优于真实人体脊椎的重建结果,但总的来说,基于二维轮廓线的脊椎重建结果一定程度上能反应脊椎的表面轮廓,能对青少年脊椎侧凸的诊断提供帮助。
【关键词】：超声图像 三维超声重建 脊椎 二维轮廓线
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;R445.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及研究意义8-10
• 1.2 论文内容与结构10-11
• 1.3 论文创新点11-12
• 第二章 自由臂三维超声成像技术12-21
• 2.1 概述12
• 2.2 三维超声成像系统简介12-13
• 2.3 自由臂三维超声成像系统13-18
• 2.3.1 设备14
• 2.3.2 PATRIOT运动跟踪器14-16
• 2.3.3 自由臂三维超声系统整体过程16-18
• 2.4 超声图像采集方法18-20
• 2.4.1 准备工作18-19
• 2.4.2 采集方法与步骤19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 超声探头的标定21-33
• 3.1 概述21
• 3.2 时间标定21-25
• 3.2.1 连续帧控制法原理22
• 3.2.2 标定方法22-24
• 3.2.3 标定结果24-25
• 3.3 探头标定25-32
• 3.3.1 标定原理与方法25-29
• 3.3.2 标定图像的采集及处理29-30
• 3.3.3 标定结果30-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 二维轮廓线表面重建算法33-39
• 4.1 概述33
• 4.2 算法原理33-35
• 4.3 最短对角线法35-37
• 4.4 算法实现过程37-38
• 4.5 本章小结38-39
• 第五章 基于二维轮廓线的脊椎表面重建39-52
• 5.1 概述39-40
• 5.2 脊椎超声图像的采集及处理40-43
• 5.2.1 脊椎图像采集方法40
• 5.2.2 脊椎模型40-42
• 5.2.3 人体脊椎42-43
• 5.3 脊椎重建方法与过程43-45
• 5.4 脊椎重建结果及分析45-50
• 5.4.1 脊椎模型重建结果45-48
• 5.4.2 人体脊椎重建结果48-50
• 5.5 本章小结50-52
• 第六章 总结与展望52-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间完成的科研成果58-59
• 致谢59

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本文编号：917384