三维医学可视化系统

介绍三维医学可视化系统实现的原理及应用。系统通过应用最新的计算机图象处理和图形学技术、实现了图象输入、图象配准、三维重建,数字放射透视图等功能,提供了三维的人体组织、器官的空间形态与位置、为医生的诊断、治疗提供了强有力的可视化工具。     

医学体数据三维可视化技术

医学体数据的可视化是科学计算可视化的重要研究领域,其处理过程包括体数据的获取、模型的建立、数据的映射、绘制等操作。论文对医学体数据可视化的相关技术进行了综述,讨论了医学体数据的结构模型和表示方法,全面地分析了医学体数据可视化中各种算法和技术的特点,及相关的加速技术,探讨了目前医学体数据可视化存在的问题及发展趋势。     

医学体数据三维可视化改进算法综述

医学体数据三维可视化技术有着广泛的应用前景。近年来为加快绘制速度,提高成像质量和节省存储空间提出了许多改进算法,本文总结了这些算法,为进一步研究奠定了基础。     

三维医学图象可视化技术综述

概要地分析和评述了近年来三维医学图象可视化技术的发展,并主要从三维医学图象的分割标注、多模态医学图象的数据整合、体数据的绘制等3个角度对三维医学图象的可视化技术进行了分类综述,同时介绍了各种算法的原理和最新进展,由于医学图象可视化的目的是辅助医学了解生物内部组织的信息,因此除图象绘制技术外,组织及组织特性的精确自动分割标注技术,以及将不同图象模态提供的互补信息综合起来的匹配/融合技术外,都是医学图象可视化需要解决的重要问题,其中,多模态图象的可视化在三维医学图象可视化领域中最具有挑战性和发展前景。     

医学三维影像体数据闭值分割方法

建立医学三维体数据阈值分割描述模型,把OSTU图像分割算法和梯度算子图像分割算法的思想应用于三维体数据,提出并实现了两种医学三维体数据阈值分割算法,并通过实验证明这两种算法获得了较好的分割效果。为进一步对体数据阈值分割算法的性能进行量化评价,定义了两个量化指标:分割准确度和分割平衡度,并通过实验给出了上述两种体数据阈值分割算法的性能评价指标。在给定体数据和标准分割的前提下,OSTU算法比梯度算子算法能取得更好的阈值分割效果。     

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.     

交互式三维医学图像可视化系统MedVis

本文介绍了我们开发的三维医学图像可视化系统ＭｅｄＶｉｓ。绘制的实时性和系统的交互性是设计ＭｅｄＶｉｓ的两个重要原则。     

体绘制技术在医学可视化中的新发展

科学计算可视化体绘制算法能反映出体数据的内部信息,在医学,它已经从辅诊断发展成为辅助治疗的重要手段,体可视化技术是医学可视化的重要研究内容,其处理过程包括体数据的获取,模型的建立,数据的映射,绘制等操作,该文介绍了医学可视化中常使用的几种光照模型,针对基于图象空间和对象空间两种体绘制算法,介绍了它们的基本思想方法,并详细阐述了在近期的主要加速技术和提高图象质量方法的新进展,最后给出了实验数据和结论。     

体绘制源和反射-衰减模型

为解决医学图象三维可视化中三维体数据显示的问题,在综合了体绘制源－衰减模型和兰伯特漫反射余弦定律的基础上,提出了体绘制源和反射－衰减光照模型,新的模型假定三维标量数据场中的每一点都既是点光源,又能够反射外部入射光,并且反射光的分布遵循兰伯特漫反射余弦定律,由以上假定推导出体绘制的基本运算公式。实验结果表明,体绘制源和反射－衰减模型是一种性能优良的体光照模型,其用于医学断层图象三维可视化能够生成逼真     

三维医学可视化分析平台的研究

本文介绍西北大学可视化研究所研制的三维医学可视化分析系统。该系统可用于医学影像数据库、手术计划系统、远程会诊系统和计算机医学辅助教学系统的开发平台,为医学图像可视化提供了有力的工具。     

医学图像大体数据快速体绘制算法研究

为了在保证绘制质量的前提下有效提高大的医学体数据的绘制速度,提出了一种快速的体绘制算法。该算法将大的体数据分割成等大小的数据块,然后通过对每一数据块进行空白数据块的空间跳跃、提前数据块截止和提前光线截止的可见性测试来加快体绘制的速度,最后使用体绘制预积分来提高体绘制的图像质量。实验结果表明,对大的体数据,可以在不损失图像质量的前提下,实现快速的绘制。     

医学三维体数据中的几何测量方法研究

在应用医学图像诊断病情以及放射治疗计划制定中,器官及病变组织的几何测量具有重要的作用。文中基于医学三维体数据研究了空间中任意两点间的距离测量,基于面绘制的三角面片研究了组织器官表面积测量,基于体绘制研究了组织器官的体积测量,在实验中取得了较高的测量精度。     

基于MITK的医学图像三维表面重建算法

对MITK算法平台进行研究,根据其总体框架、数据模型、算法模型的设计准则,依托该平台对医学图像序列实现基于体积元素的Marching Cubes表面绘制算法,并将绘制后的模型进行三维可视化显示。该方法构造出的等值面虽不能反映整个原始数据场的全貌及细节,但对感兴趣的等值面可以产生清晰的图像,而且可以利用现有的图像硬件实现绘制功能并进行实时交互操作。     

An interactive 3D medical visualization system based on a light field display

We present a prototype medical data visualization system exploiting a light field display and custom direct volume rendering techniques to enhance understanding of massive volumetric data, such as CT, MRI, and PET scans. The system can be integrated with standard medical image archives and extends the capabilities of current radiology workstations by supporting real-time rendering of volumes of potentially unlimited size on light field displays generating dynamic observer-independent light fields. The system allows multiple untracked naked-eye users in a sufficiently large interaction area to coherently perceive rendered volumes as real objects, with stereo and motion parallax cues. In this way, an effective collaborative analysis of volumetric data can be achieved. Evaluation tests demonstrate the usefulness of the generated depth cues and the improved performance in understanding complex spatial structures with respect to standard techniques.

基于自组织特征映射神经网络的医学图像分割技术

采用一维自组织特征映射神经网络对医学图像进行聚类分析,实现对不同组织的自动分割.避免了直接使用灰度门限分割方法由于门限值选择不当所导致的分割结果有失准确性的缺点.试验结果表明,利用该方法能够较好地保证分割结果的准确性和完整性.     

首例男女人体数据的自动分割和体透明分析

在研究体绘制技术的基础上,提出了体透明分析的新思想,给出了基于广义模糊粗糙集GFRS的体数据分割算法和体数据对比度增强算法,研究了这些技术在体透明分析系统中的应用,并利用第4代交互数据语言IDL6.2设计实现了体透明分析系统。中国和美国首例男女人体数据在该系统上的成功验证,标志着该系统有一定的理论价值、实用价值及广阔的市场前景。     

用图象空间为序的体绘制技术显示三维数据场

本文首先简要介绍了应用体绘制技术显示三维空间数据场的基本原理，接着，提出并实现了经过改进的图象空间为序的体绘制算法，该算法以重构三维空间数据场代替了原有的重构光亮度场的方法，从而提高了图象质量并节约了存储空间。最后，介绍了用图象空间为序的体会 制显示多等值面的算法及其华，讨论了提高该算法效途径。     

基于小波的网络多分辨率体绘制

为了能在网络环境下,快速地进行三维绘制,提出了一种网络环境下的基于小波的体数据多分辨率体绘制方法,该方法采取基于客户端的三维重建方案,首先利用三维小波的多分辨率分析方法,将体数据分解为不同分辨率下的离散逼近信号与高频细节信号;然后按先离散逼近信号,后高频细节信号的次序将数据传输到客户端;最后在客户端实现由粗及精的、渐进式的三维绘制。在这个过程中,一种3D的Mallat滤波器组被用来加速体数据的3D小波分解与重构,一种离散的简略化小波域体绘制方程被用来满足体绘制的实时性。实验结果表明,由于该方法仅需要12．5％或更低的数据量,即可以绘制出品质良好的图像或图像的概貌,所以非常适宜于需要频繁选择、交互的三维图像网络系统。     

用于医学图像分类的支持向量机算法研究

支持向量机(SVM)方法就是利用最优分类面(线)将两类样本在特征空间或输入空间中无错误地分开,而且要使两类的分类空隙最大。因此标准的SVM方法需要求解二次规划问题,计算量很大,本文介绍一种方法解决这个问题,并成功地将该算法应用干医学图像数据挖掘的分类问题。