VTK医学图像三维重建应用及实现

VTK是开放源码的自由软件系统,可应用于图像处理、计算机图形学和科学计算可视化,在国内外被广泛用于各行各业.介绍了VTK的基本组成、系统架构、可视化流程.并且将VTK 应用于医学图像可视化,使用面绘制的移动立方体法和体绘制的光线投影法,在Microsoft Visual Studio 2005下使用C++语言分别实现了...     

基于VTK光线投射法的CT图像三维重建

通过光线投射(Ray-casting)算法中等值面、最大密度映射和合成等三种体绘制方法实现CT图像的三维重建,验证并比较这三种方法在人体模型三维重建的技术上的优缺点.结果表明VTK用于CT图像的三维可视化具有快速、方便、高效的特点,三种方法各有侧重点,实际应用中不同的需要应选用不同的方法.     

基于VTK的医学图像三维重建的研究与实现

医学图像的三维显示为医生提供了直观、全面、准确的病人病情信息,是当今医学影像领域研究的热点之一。VTK是开源的可视化工具包,在国际上得到广泛应用,具有优秀的架构和运行机制。通过对DICOM医学图像的研究,应用VTK技术,研究了医学图像横断面、冠状面、矢状面显示以及三维重建的方法,该方法对医学图像三维体绘制数据的研究具有一定的实用价值。     

基于VTK的医学图像可视化三维重建

医学三维数据场可视化是当前科学计算可视化应用的重点,具有重要的学术意义和应用价值.体绘制是该技术的一个主要的方法.在VTK(Visualization Toolkit)类库提供可视化与显示功能的基础上,主要讨论了光线投射算法进行体数据的绘制的特点,同时采用了包围盒技术改善了光线投射算法的绘制速度.实验结果表明,图像的质量在没有受到影响的前提下,图像的绘制速度得到了大幅度的提高,同时证明了VTK是医学三维数据场可视化的有力工具.     

基于VTK的肝脏组织三维可视化体绘制

医学体数据可视化在临床上已成为辅助诊断和辅助治疗的重要手段,其技术也成为近年来研究和应用的热点。其中讨论了体绘制算法中最常用的光线投射法,并利用Visualization Tool Kit（VTK）,一个包含了多种体绘制技术的基于面向对象方法设计的、功能强大的可视化类库,来实现断层医学图像的三维重建,重建效果表明基于VTK的体绘制技术具有应用灵活、重建效果逼真、重建速度较快等优点。     

基于Android和VTK的医学图像可视化系统设计与实现

提出一种基于Android开发平台的医学图像可视化系统,该系统基于面向对象方法设计了功能强大的可视化类库Visualization Toolkit(VTK)。首先介绍整个系统结构框架,然后详细分析各个模块的设计与实现,最后在真实设备上进行测试。该系统实现了对常用医学图像Digital Imaging and Communications in Medicine(DICOM)数据和Stereolithography(STL)数据进行可视化和简单交互。     

基于标签化医学图像的多阈值三维重建算法

针对传统面绘制重建方法 MC无法一次性提取多个阈值器官的问题,提出一种将MRI图像中靶区及其周边组织进行标签化分割的多阈值三维重建算法。该算法通过将二维图像中的多阈值器官标签化为简单的整数,降低提取等值面时的数据存储量,进而提高等值面的绘制速度。同时,定义了多阈值三维重建时体素顶点索引方式和等值面相交形态,减少了传统MC算法提取多个阈值器官时存在三角面片与顶点复用的情况,且仅需一次性扫描即可重建多个器官等值面。实验结果表明,本文算法较传统MC算法,重建器官数量越多,器官彼此结构越紧密,三角面片与顶点复用情况减少越明显,在保证重建效果的同时,绘制速度可提高30%。     

基于序列切片图像体绘制结果的实现与保存

医学图像的体绘制作为辅助诊疗的重要手段,成为近年来研究和应用的热点。文中讨论了光线投射法这一体绘制经典算法的实现过程,并实现了基于人体序列切片图像的肾脏体绘制,重建结果的保存和读取操作以及虚拟的立体裁切功能,使得对于重建结果的研究与繁杂的重建过程脱离开来,具有应用灵活、效果逼真等优点。     

基于最近邻Marching Cubes的医学图像三维重建

在医学图像三维可视化中,移动立方体算法（Marching Cubes,MC）是面绘制的经典算法。针对MC算法计算插值点导致执行速度慢、效率不高的缺点,提出一种基于最近邻逼近的MC算法,该方法在n次等分点量化序列中寻找等值面最近邻点代替线性或非线性插值,既避免了插值的大量计算又保证了误差精度,还可改善三角面片结构。利用可视化工具开发包VTK对人体脸部和脚部CT数据集进行三维重建,实验表明改进算法明显缩短了绘制时间,提高了重建效率。     

MC算法在医学图像三维重建中的应用

详细介绍了MC算法,提出了优化网格模型简化算法。优化网格模型简化算法选取坐标点的原则是,尽可能地接近原始网格,通常采用子集选择法或优化选择法。在尽可能保证图像精度的前提下,优化网格模型简化算法可以提高运算速度,而单纯的网格算法由于失真严重而缺乏实用价值。基于体绘制的网格化简化算法重建的三维模型比较完全,且算法简单,在多排螺旋CT等医学图像三维重建中有较好的应用。     

基于VTK的医学序列图像可视化

数字人体是目前的一个研究热点，而医学图像三维建模及可视化研究是其中的一项重要内容，医学序列图像的可视化技术包括体绘制和表面绘制两大类。他们各有其特点和适用领域。使用VTK可以很大程度的简化医学序列图像重建的问题。本文讨论了两种方法的原理、特点以及VTK实现三维重建及可视化的算法过程，并给出了一个实例。     

VTK在医学图像处理中的应用

通过医学影像分析来进行诊断是医学诊断中最基本的手段之一,不同设备生成的影像中包含了不同的信息,例如,骨骼、肌肉、器官、血管以及代谢情况等。影像中的这些信息是医生诊断的重要依据。随着计算机技术的发展,数字医学图像处理得到广泛应用,医学影像分析也由传统的胶片诊断逐步转为影像工作站分析系统。然而,影像工作站系统技术含量高,加之开发周期长、造价高,导致开发一套影像系统难度非常大。VTK(Visualization Toolkit)是医学影像分析中起到至关重要作用的工具之一,因其开源、跨平台,开发者可以自由获取,并能够方便快捷地开发影像系统。笔者针对医学影像系统开发难度大、周期长的问题,采用VTK简单、快速实现了医学影像系统中的常用功能,从而有力地证明采用VTK开发医学影像系统既降低了难度,又提高了效率。     

利用VTK与ITK的集成实现医学图像可视化

在开发医学三维可视化系统时,利用ITK的图像读取与处理功能及VTK在可视化方面的突出能力,将二者有机地集成起来是非常重要与理想的技术路线。讨论了在VisualC++开发环境中,VTK与ITK实现集成的方法与步骤,实验结果验证了该方法在医学图像三维可视化及交互方面具有良好的性能。     

基于VTK人体肺部的三维重建

医学图像三维重建技术是利用二维医学图像序列重建出三维模型,为医生提供直观、全面、准确的病灶和正常组织信息,是当今医学影像领域研究的热点之一。利用一个包含了多种面绘制技术的基于面向对象方法设计的、功能强大的可视化类库Visuali zation ToolKit（VTK）进行人体肺部断层图像的三维重建,讨论了面绘制算法中最常用的移动立方体法（MC）。重建效果表明基于VTK的面绘制技术具有应用灵活、重建效果逼真、重建速度较快等优点。为进一步研究人体肺部的动态建模打下基础。     

基于CT的医学图像三维重建

本文介绍了医学CT三维重建的算法,分析了目前所用的关键技术,为医学图像三维重建应用软件的开发打下了理论基础.最后使用VTK开发包,以手部骨骼三维重建为例,给出了实现面绘制和体绘制方案和结果.     

CT图像三维重建体绘制算法重采样改进

CT断层影像三维重建技术是目前医学可视化研究的热点之一,为了更精准地获取病变部位的信息并使诊断过程更加方便,从一组CT切片图像中重建出三维图像就显得尤为重要.针对三维重建过程中体绘制的光线投射算法成像速度慢的问题,提出了将重采样过程中的三线性插值过程转化到二维数据场再进行插值的改进方法,在相对三线性插值法图像质量基本不...     

医学图像三维重建系统设计与应用

随着现代计算机辅助技术、虚拟现实等现代技术的发展,人们对直观的三维医学图像的需求也日益增强,医学图像三维可视化近来成为医学成像发展的热点。本文以MATLAB为基础,设计并实现了一种便携式医学图像三维重建系统,其利用MATLAB软件的图像处理工具箱、GUI开发工具箱等,深入的集成了现代三维重建相关技术。并以具体的操作和医学实例介绍了MATLAB在医学图像三维重建中的应用。     

基于VTK的医学三维可视化分析系统

计算机断层扫描、核磁共振等生成的二维DICOM数据已被广泛应用在现代临床医疗诊断中,但其直观性差,使诊断的效率低下,并且对医生的经验要求高.对此,针对医学体数据场,以可视化类库VTK为基础,在Windows平台上以Visual C 为开发工具,研究实现了一个医学三维可视化分析系统.主要讨论了采用外接球面法改善光线投射算法绘制速度的改进的体数据绘制方法,以及任意方向虚拟切片的提取和虚拟切片内插值问题.系统可以对重建出的三维可视化几何模型进行多种操作和任意方向的切片提取,对诊断具有参考价值,提高了诊疗方法的直观性、准确性和科学性.     

利用VTK进行三维肠道重建算法的改进

肠道CT的三维重建是提高肠道疾病诊疗准确性的迫切需要。利用可视化工具包VTK并结合VC++,实现了肠道三维重建。经典三维重建Marching Cubes（简称MC）算法会产生二义性,针对常用的渐近线法消除二义性计算量大的问题,提出了一种改进的MC算法：采用线性插值法求出二义性面与等值面的交点,然后分别连接二义性面对边上的交点形成两条相交直线,最后通过判断直线交点的状态值,来唯一地确定等值线的连接方式,从而快速重建出三维肠道。实验结果表明,利用改进的MC算法比起传统MC算法,在三维重建的质量和效率上都得到了很大的提高。     

利用VTK的DICOM图像的显示与信息读取

DICOM文件是医学图像的专用格式,对DICOM格式数据的提取是医学图像处理的基础工作。Vtk在图像处理、可视化方面具有极强的能力,5.0以上版本更为DICOM格式增添了相应的类与函数,可以很方便的访问DICOM文件的数据。