学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于VTK可视化技术的人体肺部动态建模

作　者: 贾艳丽
导　师: 陈亚光
学　校: 中南民族大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 呼吸运动四维计算机断层成像（4DCT） VTK(Visualization Toolkit)可视化工具动态建模
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来，肺癌发病率和死亡率呈持续上升趋势，已成为威胁人类生命健康的主要疾病之一。放射治疗是肺部恶性肿瘤治疗方案之一，但由于人体呼吸运动的影响，导致肺部肿瘤位置动态变化，给肿瘤放射治疗带来了很大困难。因此揭示器官位移随呼吸运动的变化规律是放射肿瘤学中一直在探索的问题。把时间因素加入到CT图像的扫描和重建过程中，出现了四维计算机断层成像（4DCT，Four dimensional computed tomography）。与普通CT相比4DCT图像能够在全呼吸周期中真实的显示器官和肿瘤的空间形态，反映器官和肿瘤的运动规律，为研究呼吸运动对肺癌放疗的影响以及构建肺部动态模型提供了一个可行的手段。本研究的主要内容是利用4DCT图像实现人体肺部动态建模，其主要工作如下：（1）利用临床上获得人体肺部图像数据集，实现图像的配准、排序以及分割等处理，进而获得人体肺部轮廓和支气管组织结构的数据。（2）使用VTK(Visualization Toolkit)可视化工具包和Visual Studio2005相结合作为开发平台，实现了人体肺部动态建模系统的设计。（3）该系统对主要功能算法进行了封装，实现了任意路径下对JPEG或Dicom图像序列的读取功能。并采用了面绘制和体绘制两种不同的算法，分别绘制人体肺部各个时相的三维可视化模型，包括肺部轮廓和支气管。（4）利用人体肺部动态建模系统，重建出人体肺部各个时相的模型，通过对每个模型进行体积计算得到人体肺部体积-时相曲线图。通过系统的测距功能分析人体肺部运动，得到人体肺部在上下、前后和左右方向上位移距离图。本文设计的人体肺部动态建模系统，具有人机交互界面，能从任意角度按照任意比例对人体肺部模型进行观察，同时显示它们在空间上的位置关系。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章引言  9-13
  1.1 选题背景及意义  9-10
  1.2 人体肺部模型国内外研究现状  10-12
  1.3 本文的主要内容  12-13
第2章医学图像的可视化  13-26
  2.1 可视化在医学中的应用  13-14
  2.2 图像三维可视化算法分类  14-19
    2.2.1 面绘制  14-16
    2.2.2 体绘制  16-18
    2.2.3 不同算法之间的对比  18-19
  2.3 肺部可视化开发工具 VTK  19-25
    2.3.1 VTK 概述  19-20
    2.3.2 VTK 的特点和数据类型  20-23
    2.3.3 VTK 数据可视化流程  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章材料与方法  26-32
  3.1 4DCT 数据  26-28
    3.1.1 4DCT  26-27
    3.1.2 数据采集  27-28
  3.2 4DCT 图像排序原理  28-31
    3.2.1 互信息计算  28-29
    3.2.2 按相位进行图像排序  29-31
  3.3 本章小结  31-32
第4章人体肺部动态模型构建  32-52
  4.1 源数据的获取  32
  4.2 肺部图片预处理  32-37
    4.2.1 图像的配准  32-34
    4.2.2 图像的排序  34-35
    4.2.3 图像的分割  35-37
  4.3 开发平台的选取  37-38
  4.4 肺部重建系统的整体设计  38-50
    4.4.1 系统整个框架  38-41
    4.4.2 系统主要功能实现  41-46
    4.4.3 其他功能设计  46-50
  4.5 本章小结  50-52
第5章实验结果分析  52-59
  5.1 构建人体肺部静态模型结果分析  52-53
  5.2 构建人体肺部动态模型结果分析  53-57
  5.3 静态模型和动态模型的对比  57-58
  5.4 本章小结  58-59
第6章总结与展望  59-61
  6.1 本文工作总结  59
  6.2 今后工作方向和展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
附录：攻读学位期间所发表的学术论文目录  66

基于VTK可视化技术的人体肺部动态建模

内容摘要

全文目录

相似论文