医学图像可视化与相关技术及应用

医学图像可视化是医学图像处理领域中一个十分重要而有价值的部分,它产生的时间不长,基本理论,技术和应用范围正在不断发展完善,本从医学图像中可视化的算法开始,介绍可视化中三维重建,图像配准融合等技术及其医学应用,并对医学图像可视化最新发展,尤其是结合PACS在图像数据库管理,在线可视化等方面的发展作较为全面的介绍。     

医学图像三维可视化技术及其应用

目的：医学图像三维可视化技术是医学图像领域新的研究热点,其应用领域广泛。为了更直观的掌握人体内部信息．医学图像三维可视化技术仍需继续发展。方法：本文对国内外近年来医学图像三维可视化技术及其应用进行了较为全面的综述。结果：主要介绍了三维可视化技术、体绘制加速技术、结合医学图像三维可视化的思路及在临床诊断和临床治疗上的最新应用,并对不同方法的特点及存在的问题进行了讨论。结论：研究表明,医学图像三维可视化技术在临床医学上已经取得了大量的应用成果。随着计算机技术的不断成熟和新技术不断涌现,医学图像三维可视化技术及其应用也将继续发展和完善。     

医学图像三维重建系统的关键技术研究与设计

背景:医学影像三维可视化技术将二维断层图像转化为三维图像,有利于提高医疗规划的准确性,是当今医学领域研究的热点,在诊断医学、手术规划、模拟仿真等领域都有重要的应用。目的:利用二维医学图像序列重建出三维模型的关键技术,对可视化系统进行总体设计。方法:首先研究现有三维重建技术,包括预处理技术,图像分割和配准可视化算法。其次给出了系统体系结构设计图,各模块中应用到各种三维重建关键技术。结果与结论:根据现有关键技术的研究,选用OpenGL作为可视化开发工具,设计了一种基于PC机的三维医学图像可视化系统。     

医学图像的三维重建及基于VTK的实现和应用

背景：VTK是一个免费的图像三维重建和处理的专业开发平台,其功能强大,源代码开放,用户可以根据自己的需求灵活的定制和开发。 目的：介绍图像三维可视化中常用的面绘制和体绘制两类可视化技术的原理,以及其典型的Marching Cubes和Ray Casting三维重建算法,并对重建的三维医学图像的应用和扩展进行了探讨。 方法：基于免费的VTK可视化开发包平台和Visual C++ 6.0 IDE开发工具,使用C++语言,采用真实人体CT数据集,实现CT图像的三维重建和应用扩展。 结果与结论：基于VTK平台,采用面绘制和体绘制不同绘制原理实现了医学图像的三维可视化。重建得到的三维医学图像,显示效果清晰直观,并且可以配合进行三维医学图像的测量、虚拟切割等操作,取得了较好的效果。     

一个三维医学图像实时可视化系统4D View

通过结合国际上先进的可视化工具包 (VTK)和实时体绘制系统 (Volum e Pro) ,研制开发了医学图像实时可视化系统 4DView。该系统能够对 MR、CT等医学图像进行实时的三维可视化和交互操作。本文首先简单介绍了 VTK和 Volume Pro及其相互结合 ,然后详细讨论了 4DView的系统设计和各功能模块 ,最后给出了从 4DView系统获得的一些医学图像可视化结果。实验结果表明 ,4DView能有效地解决三维医学图像可视化及其交互操作实时性不强的问题 ,在临床诊断、治疗和医学研究等领域中具有极大的应用前景     

医学图像三维可视化系统的设计

本文介绍了医学图像三雏可视化的预处理技术，医学图像三维重建的可视化主流算法及可视化系统主要采用的交互显示技术，在比较分析各种技术的基础上，提出了适合在高档PC机上开发医学图像三维可视化系统采用的方法。     

医学图像配准技术及其研究进展

目的:对近年来的医学图像配准技术及其研究进展情况进行详尽地综述和讨论,从而为开展医学图像配准技术在医学图像三维重建、医学图像可视化和定量分析方面的研究提供参考.方法:首先,查阅国内外近年来医学图像配准技术研究的权威文献;然后,深入分析和研究这些文献所介绍方法的特点、存在的问题,并针对存在的问题提出可能的解决方案.结果:通过对近年来医学图像配准算法的最新研究进展情况进行深人细致地分析和讨论,在比较了一些典型算法的特点及其应用的基础上,对医学图像配准技术的发展进行了展望.结论:使用最优化策略改进图像配准质量以及对非刚体图像配准的研究是今后医学图像配准的发展方向.     

医学图像可视化及加速技术的研究进展和趋势

背景：近年来图像可视化技术蓬勃发展,相应的各种加速算法也层出不穷,但少有文献就此方面进行综述和概括。 目的：尝试对医学图像可视化技术及加速技术的研究进展和发展趋势进行归纳和概括。 方法：由第一作者检索2000/2009 PubMed数据及万方数据库有关医学图像三维重建、科学计算可视化、可视化加速技术等方面的文献。计算机初检得到56篇文献,根据纳入标准保留23篇进一步归纳总结。 结果与结论：医学图像可视化技术可以在重建三维图像模型的基础上,进行定性定量分析,便于人们更清楚地认识蕴涵在体数据中的复杂结构,这对于医学研究和临床诊断都具有十分重要的理论意义和应用价值。医学图像可视化技术通常分成面绘制和体绘制这两大类。由于面绘制技术的缺点和局限,以及计算机技术的迅猛发展,目前人们越来越多地关注体绘制技术及其加速技术。医学图像可视化技术及其加速技术如能与虚拟现实及GPU相结合,必能发挥更大的作用,真正体现其价值。     

用Shear-warp算法实现超声心脏图像的快速体绘制

Shear- warp是基于物体空间扫描的一种体绘制技术 ,与传统的体绘制法相比 ,具有速度快、图像质量高的特点。本文介绍了 Shear- warp算法的原理 ,并将该算法应用到旋转扫描超声心脏图像插值结果的可视化 ,实现了心脏三维解剖结构的快速、准确重建。该算法在医学图像可视化中有广阔的应用前景     

一个三维医学图像时可视化系统4D View

通过结合国际上先进的可视化工具包（VTK）和实时体绘制系统（VolumePro)，研制开发了医学图像实时可视化系统4D View，该系统能够对MR，CT等医学图像进行实时的三维可视化和交互操作，本文首先简单介绍了VTK和VolmePro及其相互结合，然后详细讨论了4D View的系统设计和各功能模拟，最后给出了从4D View系统获得的一些医学图像可视化结果，实验结果表明，4D View能有效地解决三维医学图像可视化及其交互操作实时性不强的问题，在临床诊断，治疗和医学研究等领域中具有极大的应用前景。     

Volume Visualization: A Technical Overview with a Focus on Medical Applications

With the increasing availability of high-resolution isotropic three- or four-dimensional medical datasets from sources such as magnetic resonance imaging, computed tomography, and ultrasound, volumetric image visualization techniques have increased in importance. Over the past two decades, a number of new algorithms and improvements have been developed for practical clinical image display. More recently, further efficiencies have been attained by designing and implementing volume-rendering algorithms on graphics processing units (GPUs). In this paper, we review volumetric image visualization pipelines, algorithms, and medical applications. We also illustrate our algorithm implementation and evaluation results, and address the advantages and drawbacks of each algorithm in terms of image quality and efficiency. Within the outlined literature review, we have integrated our research results relating to new visualization, classification, enhancement, and multimodal data dynamic rendering. Finally, we illustrate issues related to modern GPU working pipelines, and their applications in volume visualization domain.     

A Medical Imaging and Visualization Toolkit in Java

Medical imaging research and clinical applications usually require combination and integration of various techniques ranging from image processing and analysis to realistic visualization to user-friendly interaction. Researchers with different backgrounds coming from diverse areas have been using numerous types of hardware, software, and environments to obtain their results. We also observe that students often build their tools from scratch resulting in redundant work. A generic and flexible medical imaging and visualization toolkit would be helpful in medical research and educational institutes to reduce redundant development work and hence increase research efficiency. This paper presents our experience in developing a Medical Imaging and Visualization Toolkit (BIL-kit) that is a set of comprehensive libraries as well as a number of interactive tools. The BIL-kit covers a wide range of fundamental functions from image conversion and transformation, image segmentation, and analysis to geometric model generation and manipulation, all the way up to 3D visualization and interactive simulation. The toolkit design and implementation emphasize the reusability and flexibility. BIL-kit is implemented in the Java language so that it works in hybrid and dynamic research and educational environments. This also allows the toolkit to extend its usage for the development of Web-based applications. Several BIL-kit-based tools and applications are presented including image converter, image processor, general anatomy model simulator, vascular modeling environment, and volume viewer. BIL-kit is a suitable platform for researchers and students to develop visualization and simulation prototypes, and it can also be used for the development of clinical applications.     

Rapid Development of Medical Imaging Tools with Open-Source Libraries

Rapid prototyping is an important element in researching new imaging analysis techniques and developing custom medical applications. In the last ten years, the open source community and the number of open source libraries and freely available frameworks for biomedical research have grown significantly. What they offer are now considered standards in medical image analysis, computer-aided diagnosis, and medical visualization. A cursory review of the peer-reviewed literature in imaging informatics (indeed, in almost any information technology-dependent scientific discipline) indicates the current reliance on open source libraries to accelerate development and validation of processes and techniques. In this survey paper, we review and compare a few of the most successful open source libraries and frameworks for medical application development. Our dual intentions are to provide evidence that these approaches already constitute a vital and essential part of medical image analysis, diagnosis, and visualization and to motivate the reader to use open source libraries and software for rapid prototyping of medical applications and tools.     

肺部图像配准关键技术及研究现状

图像配准是医学图像处理和分析的重要研究内容,其中对肺部的图像配准是医学图像非刚性配准的重要实例应用。因肺在呼吸运动或手术过程中会发生巨大形变,所以肺部图像配准充满着挑战,是图像配准领域内一个活跃的研究课题,具有广阔的应用前景。本文介绍了肺部图像配准的流程,并将其五个关键技术:形变模型、相似度度量、正则化方法、优化策略和评价方法进行了分析和总结。通过对研究现状及关键技术的回顾,提出了肺部图像配准目前面临的困境和未来的研究方向。     

RayPlus: a Web-Based Platform for Medical Image Processing

Medical image can provide valuable information for preclinical research, clinical diagnosis, and treatment. As the widespread use of digital medical imaging, many researchers are currently developing medical image processing algorithms and systems in order to accommodate a better result to clinical community, including accurate clinical parameters or processed images from the original images. In this paper, we propose a web-based platform to present and process medical images. By using Internet and novel database technologies, authorized users can easily access to medical images and facilitate their workflows of processing with server-side powerful computing performance without any installation. We implement a series of algorithms of image processing and visualization in the initial version of Rayplus. Integration of our system allows much flexibility and convenience for both research and clinical communities.     

VTK—Widgets在医学图像交互测量中的研究

VTK—Widgets是虚拟场景中响应用户事件的对象。介绍Widget的事件处理机制，并基于Widgets交互式得测量医学图像中感兴趣对象间的距离、对象的角度和面积，此交互测量方法成功应用于三维可视化系统中，有助于医生诊断疾病。     

产前超声医学图像处理技术综述

超声诊断是产科临床上应用最广泛的医学成像方式,与之相应的自动医学图像处理是提高诊断准确率与客观性的重要手段.本文首先介绍超声医学图像处理方法的原理及特点,讨论了若干技术及其涉及的算法,包括图像滤波、图像分割及机器学习技术等,浅析了设计可靠的超声医学图像处理方法的要点.其次,以产前超声医学为背景介绍了这些技术的应用,主要包括标准切面自动提取和生物学参数自动测量.最后,讨论了产前超声智能化诊断的发展方向.