基于GPU编程的超声实时三维成像系统

超声实时三维处理技术已广泛应用于临床诊断领域,其软件处理技术在近几年得到了迅速的发展.本文介绍了一种基于图形处理器(GPU)编程的超声实时三维成像处理技术,并对其中的数字扫描变换(DSC)、三维重建、光照模拟和图像平滑等关键技术的实现过程做了一般性的描述.     

基于肺结节分割的肺部体绘制传递函数自动设计方法

目的：研究一种体绘制传递函数设计方法,将胸腔体数据中重要的疑似结节区域高质量突出地显示出来以辅助肺癌的诊断.方法：不采用通常的高维函数交互设计方法,而是对肺部组织进行分类,通过肺实质分割以及肺结节分割方法得到胸腔数据场的类别标记矩阵,根据标记矩阵获得各类灰度分布,生成传递函数供用户在交互式设计界面上进行调整,并利用图形处理器（GPU）的体绘制方法实时绘制出图像.结果：该方法可有效绘出肺部的三维图像,并高亮出疑似肺结节.结论：该方法简化了用户操作,避免了复杂的高维传递函数设计,并且能够突出疑似结节,把胸部三维数据场高质量地绘制出来.     

GPU加速的光线投射体绘制工具包设计

为了提高体绘制的速度．充分利用了GPU的可编程性和并行计算能力．在兼容着色模式30的图形卡上实现了光线投射算法,并通过对可视化工具包V-FK进行扩展．设计了一个可充分利用GPU加速功能的体绘制工具包。实验结果表明．GPU加速的算法显著提高了绘制速度．能在60帧/s的速度下得到高质量的图像绘制效果．并保证了交互的实时性。所设计的工具包具有一定的可用性和可扩展性。     

基于PC平台的三维立体医学可视化系统

利用图形硬件的可编程性．实现了一套基于PC平台的高质量实时三维立体医学可视化系统．并在兼顾高质量和实时交互的前提下，将Phong模型体绘制光照、分类、非多边形等值面绘制及立体视觉等功能集成于系统之中。这套医学影像可视化系统已经在神经外科和整形外科得到应用．提高了外科诊断和手术计划的精确度。     

三维体数据的可视化探讨

阐述了三维体数据可视化中两种重要的方法：表面绘制与体绘制。通过对两种方法进行比较分析，面绘制的交互优势越来越不明显，体绘制良好的三维表现效果吸引着越来越多的研究者加以运用．为三维体数据科学可视提供了依据。     

CT血管造影的三维可视化与测量技术

本文介绍了CTA在临床应用的价值 ,对CTA的三维可视化与测量技术进行了方法学的阐述。并结合我们的实际工作对三维可视化的面绘制与体绘制进行了比较。该研究为CTA技术的广泛开展及PACS系统的发展提供了新思路。     

基于MITK的CT图像三维可视化研究

目的：设计一个高效便捷的医学影像三维可视化平台,用于医学辅助诊断。方法：以VS2008环境和医学影像处理分析平台MITK为基础编程,分别实现医学序列CT图像的读取与显示、面绘制与体绘制以及简单的三维图像人机交互操作。结果：设计了一个基于MITK的医学影像可视化辅助诊断平台。结论：作为国产重要的医学影像处理平台,MITK在医学可视化方面具有较好的实用性和扩展性,具有很大的应用价值。     

基于MITK的医学图像处理

目的：测试基于MITK的医学图像处理效果。方法：通过实例在VC＋＋6．0集成开发环境下分别编程实现了MITK在医学图像分割、配准和三维可视化（包括面绘制和体绘制）开发中的应用。结果：在MITK中这些算法都得到了比较满意的处理效果,尤其是MITK中的面绘制绘制速度快,绘制效果好。结论：可以方便地使用MITK进行医学图像分割、配准和可视化处理。     

基于MITK的医学图像三维重建方法研究

使用MITK工具包实现了对多组医学图像数据的三维重建。分别研究了面绘制和体绘制两种绘制技术。其中面绘制采用移动立方体法实现,体绘制则采用光线投射法实现,通过比较两种技术的绘制结果,讨论了他们的特点。从重建医学图像的研究结果中可以看出,MITK作为一种图像处理和三维可视化的工具其功能是十分强大的。     

基于VTK图像库进行医学体数据的三维显示研究

VTK是一个基于面向对象设计,并可进行多种图像处理及可视化的免费软件系统,由它内部提供的光线投射算法,可以进行高质量的医学体数据三维绘制。     

空间-时间相关成像技术在胎儿大血管成像的应用

目的评价空间一时间相关成像(spatiotemporal image correlation,STIC)技术在胎儿大血管中的应用。方法使用PHILIPSIU-22彩色多普勒超声仪对245例单胎妊娠20～38孕周的胎儿进行进行二维心脏扫查后行空间一时间相关成像扫查,对所获得容积数据库进行分析。结果 245例胎儿均获得容积数据显示的三维平面图像(即A、B、C平面),203例胎儿获得肺动脉分支三维平面、198例获得主动脉弓和动脉导管弓三维平面。发现心脏畸形12例,其中大动脉转位2例;单心房单心室合并永存动脉干1例;房室通道畸形合并大动脉转位2例;室间隔缺损6例;法乐式四联症1例。结论 STIC技术可以通过对容积数据库的脱机分析,降低超声医师筛查胎儿心脏的操作难度,得到二维超声较难获得的胎儿大血管筛查切面,从而使胎儿先天性大血管病变的检出率得到提高。     

超声眼球图像的计算机三维重建方法

介绍了在二维超声眼球切片中定位信息的提取方法，根据眼球切片间的相关性调整切片间的相对位置，并且采用基于弹性匹配插值算法在切片问进行匹配插值，然后采用基于体数据重建的光线投影算法进行三维重建。     

X线三维成像和三维显示

本文对Ｘ线三维成像和三维显示进行了研究。首先讨论了基于锥形束扫描成像结构的直接体积重建的理论和应用问题，接着形成并实现了基于体积显示的三维显示方法，体积显示在某些特定情形下优于表面显示。结果表明Ｘ线三维成像和三维显示对于应用于临床和计算机辅助手术和医疗评价等的三维影像系统具有重要的价值。     

基于分布式多图像处理器的医学影像体绘制算法

目的:计算机医学图像处理具有所需计算量和计算涉及数据量巨大的特点,需将高性能计算技术应用于计算机医学图像处理中,以适应计算涉及数据量大和计算速度快的要求.方法:计算统一设备架构(CUDA)技术可使图像处理单元(GPU)进行通用并行计算,使其能够提供强大的计算能力.由于分布式并行计算是实现高性能计算的主要方式,故提出一种实用的分布式并行计算模式,即基于分布式多GPU的并行计算模式,其中多台计算机将使用消息传递接口(MPI)并行编程环境配置成分布式集群系统.结果:以医学影像体绘制算法为例分析该计算模式,使得其算法计算时间较短,计算效率较高.结论:使用MPI集群和GPU进行算法加速,可很好地解决无法实现医学影像的实时三维重建的问题     

胎儿三维超声在临床中的应用价值

目的：研究胎儿三维超声在临床中的应用，并与二维超声进行比较。材料和方法：孕妇220例，孕龄6～12周75例，13-28周105例，29～40周40例。使用的仪器为三维超声工作站和三维彩超机容积探头。图像采集方法：用扇形自由扫查方式匀速采集图像；或用容积探头自动采集闭像。图像采集后，根据研究的需要进行表面或透明三维重建。结果：220例中有205例三维图像显示满意，成功率93．2％；查出无脑儿，脑积水、内脏外翻、死胎各1例，胚胎停育5例，与二维图像比较，二维图像更能清楚地显示胚胎发育过程中三维形态的演变，能清楚地显示胎儿头面体表结构及脊柱肋骨结构，图像直观，立体感强。结论：胎儿三维超声明显优于二维超声，能直现显示胎儿头面体农结构及先天畸形，具有极高的临床应用价值。     

扇形扫描三维超声成像系统体积测量

设计制作了两种用于三维超声系统体积测定的水中体模和Agar体模。实验结果表明,随着扫描深度的增大,在水中的体积测量误差从4%到7%逐渐增大;在Agar中的体积测量误差从6%到10%逐渐增大。所设计制作的体模与该体积参数的测定方法为建立三维超声诊断仪检测标准以及三维超声系统的临床应用作了初步探索。     

基于体素的投影算法的研究与实现

在体绘制算法中,本文提出了基于体素的投影算法,将不透明度参数引入绘制过程,得到具有半透明效果的三维图像。本文综合和吸收了体绘制技术的新成果,在PC机上基本实现了医学图像的三维重建,具有广阔的应用前景。     

基于区域生长分割的三维心腔重建

阐述了在心内导管手术前．利用胸腔的CT序列断层图像．经一系列处理后．重建心腔三维模型的过程。首先对序列胸腔的CT图像进行降噪和增强等预处理：然后将其堆砌成体数据．根据血液的灰度特性．将其作为三维区域生长的判断准则提取心腔的数据：最后．通过表面重建的方法重建三维心腔模型。