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1、南昌大学硕士学位论文医学影像的提取与重构系统的设计与初步实现姓名：邱睿韫申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：白似雪20091230摘要摘要随着（计算机断层成像）、（核磁共振成像）、超、电子内窥镜等现代医学影像设备的逐渐出现，传统医学诊断方式正在发生革命性的变化，通过医学影像设备采集到的医学图像，可以帮助医生进行更准确、更好的诊断。在目前的影像医疗诊断中，主要方法是通过观察一组、的二维切片图像去发现病变体，这对医生的读片经验和对图像的定性分析的要求很高，如果能获得病变体直观准确的信息将大大提高诊断的准确率，因此二维切片的三维重建技术就被提到了研究日程上。在如今的医院，的使用和推广也成了趋
2、势，医学影像在上的存储和传输需要遵守协议，如果能够把医学影像设备中的格式图像中的二维图像切片提取出来，并对这些图像切片进行重新构造，得到人体内的组织或器官的三维图像，同时，我们可以对重建后的三维体进行平移、旋转、按比例放大缩小等交互操作，还可以对其进行测量、模拟切片，从而能得到病变体或人体组织的准确信息，这将对医生的诊疗具有非常现实的意义。在此背景下，我们开发了一个系统，力求达到如下功能：（）直接从上存储的文件中提取二维图像，转换成、等图像格式，可以对这些图像进行反色、放大、缩小等一系列操作，并能根据文件中的相应字节信息提取出病人信息等一系列信息，能够很方便的与上的数据进行校对，方便图像的存储
3、。（）对医学图像数据进行三维重建。研究三维数据的可视化技术以及使用可视化开发工具（）对基于格式的二维图像切片序列进行三维重建。（）三维体的动态三维显示技术。三维模型变换包括平移、旋转、缩放等。关键字：医学可视化；三维重建；文件、，、，、，：（），（），（），、：；学位论文独创性声明学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表
4、示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字同期：夕年工月言日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名（手瓢印搬签字日期：净版月；）日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名（手写）：白如答字醐。铂堋同 ： ：第一章绪论研究背景第一章绪论医学影像学从原先的胶片存储，已经利用计算机和网络通讯技术逐渐
5、向影像设备数字化的现代医学技术发展。放射科拥有众多先进的检查和治疗设备，如、数字胃肠、光机等，更充分地发挥这些设备的优势，就可以提高放射医生和技师的工作效率、节省胶片费用和减少化学污染、减少病人的留院时间、让有限的医疗资源服务于更多的病人、创造良好的工作环境、切实的解决科室工作中存在的一些问题。随着计算机硬件设备和网络通信技术的飞速发展，图像存档与通讯系统（简称）在近年来也得到了飞速的发展，在过去，病人拍好一次以后，至少需要等待半个小时以上，才可能拿到片子，但是现在有了，医学图像的获取、存储、通信、管理和显示等过程都实现了数字化，可能在病人刚拍好片子，人还没有走到科室里，刚刚拍的片子就已经传输
6、到科室并能在电脑上读取出来了，从而大大的节约了时间和医疗资源，的发展趋势是减少直至完全取代胶片【。医学数字成像与通讯（，简称）标准可以促进医学影像设备之间的互操作性，是一种开放的用于医学信息的数据交换标准，如果符合标准的设备就能够直接连入网络，并与其它设备进行信息交换，这将使得不同厂商生产的设备所形成的图像的统一存档与通讯成为可能【刁，它既是图像格式的标准，也是医学图像通讯的标准。目前，已经成为中所必须遵循的国际标准，现今各种最新生产的、超、光机等一般都遵循标准。然而，由于历史原因，我国现阶段的医疗影像设备接口种类多样。有采用胶片记录影像的、有采用普通视频输入、有的影像设备甚至采用自己专用的影
7、像格式，这样会造成图像格式、传输及通讯协议等很不一致，继而影响到在中的传输。显然，我国这些现存的不符合标准的设备在短时期内也不可能都报废或者销毁，所以这种影像设备中格式、传输、通信协议不一致的这种问题在短期内不可能得到解决【引。为了充分利用这些设备资源，一方面，我们就必须将第一章绪论这些设备产生的图像、媒体格式（如、和、，）、胶片等转换为格式，让他们能够融入中与其他设备相互通讯；另一方面，为了科研、教学和学术交流等的需要，我们又需要将标准数字医学影像设备获取的数据转换成通用图像、媒体文件（如、和）。长期以来，人类就不断的想要通过各种手段来认识自身内部结构，一直到了年，计算机断层扫描（）和核磁共
8、振（）等技术出现，使人体内部数据的获取成为现实。目前，和已经广泛的应用于疾病的诊断，但是这些影像设备获取的都是人体内部的二维断层图像，医生只能根据多幅二维图像和经验去估计和想象病灶的大小和形状，对医生要求高，存在不确定性，给诊治带来了很多的困难。随着计算机三维图形图像技术和计算机硬件水平的迅猛发展，我们已经可以在生活中的各个方面应用到其最新成果。其中，医学可视化就是科学计算可视化技术的一个重要分支。在临床医学上，可以把二维医学图像切片序列（如，等）利用计算机技术重建为立体的三维图像，并在计算机上显示出来，使人类更精确、直观的认识自身的内部结构成为可能，而且还可以通过人机交互，对产生的器官、组织
9、、病灶图像可以进行旋转、缩放、移动、剖面显示等操作，内部结构可以清晰的展现在医生面前，从而为诊治提供更为便利的条件，并在此基础上实现矫形手术、放射治疗等的计算机模拟及手术规划等。例如，在做切除脑肿瘤手术时，因为脑部结构复杂，医生可以利用可视化技术，先在计算机上脑部的三维图像的三维图像，然后对病灶的大小、部位、切割形状及固定方式等多种方案在计算机上进行模拟，使医生做到“心中有数，模拟出多种切割方案【】，最后，由医生选择最佳方案，从而可以大大的提高手术的成功率。因此，医学影像的三维重构技术在图像引导手术、微创手术、虚拟内窥镜手术中都占有重要地位，对这项技术的研究具有非常大的现实意义。课题来源本课题属于自选课题。课题的主要任务是在中，基于实现医学影像格式的转换和三维重构，从而方便诊疗，重点研究其中的图像断层截面图像的三维重构，属于理论与应用相结合的课题。第一章绪论在以网络为核心的传统系统中，因为格式的数据结构和传输协议的专业性和复杂性，使得图像的存储和传输
