肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化系统研发

发布时间：2017-04-10 18:16

  本文关键词：肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化系统研发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：医学图像三维可视化是一种基于人体组织器官横断面的一系列连续的二维医学图像绘制相应组织器官三维表面(面绘制)或三维立体结构(体绘制)的计算机图形技术。采用三维可视化技术绘制的三维医学图像可以为医生提供直观和全面的病灶与正常组织信息,便于可视化地评估人体病灶和周围正常组织、器官的形状和空间相对位置。本文对肿瘤CT(Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)和PET(Positron Emission Tomography)等医学影像和肿瘤放疗靶区与危及器官进行三维可视化。肿瘤影像三维可视化采用面绘制法和体绘制法绘制,肿瘤放疗靶区与危及器官三维可视化采用德洛内三角剖分法绘制。面绘制法是重建物体的表面,从三维体数据中抽取等值面后进行拟合。此法可以有效地绘制三维体的表面,并且可以借助多种技术加快绘制速度。但是绘制结果缺乏内部信息的表达,而且很多时候需要对表面组织进行准确的提取,限制了其在医学影像三维可视化的应用。体绘制是对三维数据场中的每个体素进行处理,计算每个体素的不透明度、颜色等属性。该法直接研究光线通过体数据场与体素的相互关系,无需构造中间面,因而体素的许多细节信息得以保留,但是绘制时间比面绘制长。德洛内三角剖分法是对二维轮廓线序列进行三维重建,绘制时间短而且运行稳定。本系统采用面向对象开发方法和VC++2010开发工具,集成国际医学影像处理工具(Insight Segmentation and Registration Toolkit, ITK)、可视化工具(Visualization Toolkit, VTK)和图形用户界面工具(The Fast Light Toolkit, FLTK),在我们前期设计开发的分子影像引导智能放疗系统软件框架下,进行肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化软件的研发。主要研发内容如下：(1)对读入系统的肿瘤影像进行三维可视化,使三维医学影像直观、立体地显示在电脑屏幕上。(2)对已勾画的肿瘤放疗靶区与危及器官进行三维可视化,使医生可以直接观察器官的结构、形状和大小,以及各个器官的相对位置。(3)设计和开发了三维可视化的交互模块,实现了器官选择、面绘制与体绘制方法切换、透明度调节、面绘制法阈值调节和颜色编辑功能。
【关键词】：肿瘤影像 放疗靶区 危及器官 三维可视化 面绘制 体绘制
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.55;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 研究现状11-17
• 1.2.1 面绘制法研究现状13-14
• 1.2.2 体绘制法研究现状14-16
• 1.2.3 三角剖分法研究现状16-17
• 1.3 本文主要内容和结构安排17-19
• 第2章 系统介绍和总体设计19-28
• 2.1 系统架构19
• 2.2 开发工具介绍19-23
• 2.2.1 医学图像分割开发工具19-20
• 2.2.2 医学图像可视化开发工具20-22
• 2.2.3 图形用户界面开发工具22-23
• 2.3 DICOM标准图像介绍23-26
• 2.4 系统设计思路26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化方法28-42
• 3.1 肿瘤影像三维可视化方法28-37
• 3.1.1 面绘制法28-33
• 3.1.2 体绘制法33-37
• 3.2 肿瘤放疗靶区与危及器官三维可视化方法37-41
• 3.2.1 RS文件介绍38-39
• 3.2.2 德洛内三角剖分法39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化系统设计与实现42-53
• 4.1 系统功能总体设计42-43
• 4.2 主界面设计43
• 4.3 肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化实现43-46
• 4.3.1 肿瘤影像三维可视化实现43-45
• 4.3.2 肿瘤放疗靶区与危及器官三维可视化实现45-46
• 4.4 三维可视化交互功能实现46-51
• 4.4.1 器官选择功能实现48
• 4.4.2 面绘制与体绘制方法切换显示功能实现48
• 4.4.3 透明度调节功能实现48-49
• 4.4.4 面绘制法阈值调节功能实现49
• 4.4.5 颜色编辑功能实现49-51
• 4.5 系统坐标方向与三维显示坐标方向51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化系统测试53-69
• 5.1 系统测试概述53-55
• 5.2 打开CT文件55-56
• 5.3 打开RS文件56-59
• 5.3.1 勾画模式下打开RS文件56-58
• 5.3.2 放疗模式下打开RS文件58-59
• 5.4 三维显示59-67
• 5.4.1 器官选择60
• 5.4.2 面绘制与体绘制方法切换显示60-61
• 5.4.3 透明度调节61-63
• 5.4.4 面绘制法阈值调节63
• 5.4.5 颜色编辑63-67
• 5.5 退出三维显示关闭RS文件67-68
• 5.5.1 勾画模式下关闭RS文件67-68
• 5.5.2 放疗模式下关闭RS文件68
• 5.6 本章小结68-69
• 总结与展望69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录76-77
• 附录B 攻读学位期间参与的科研项目77-78
• 附录C MBIG-IRT 3DV源程序文件清单78

  本文关键词：肿瘤影像和放疗靶区与危及器官三维可视化系统研发，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：297290