基于Python的醫(yī)學(xué)圖像處理框架及其應(yīng)用.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像處理是醫(yī)學(xué)影像與計(jì)算機(jī)科學(xué)相交叉的新興研究領(lǐng)域，通過對原始采集的醫(yī)學(xué)斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理、可視化，最大程度地挖掘數(shù)據(jù)的信息。醫(yī)學(xué)圖像處理對醫(yī)學(xué)病理研究、診斷、醫(yī)學(xué)教學(xué)都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是，醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)具有開發(fā)周期長、設(shè)計(jì)難度大、專用性強(qiáng)的特點(diǎn)，這使得商業(yè)醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)價格昂貴，而研究型的醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)大部分著重于算法研究，難以快速投入實(shí)際應(yīng)用。目前存在的部分醫(yī)學(xué)圖像處理開發(fā)包，雖然在一定程度上降低了醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)

2、的開發(fā)難度，但是這些開發(fā)包不能針對醫(yī)學(xué)圖像處理應(yīng)用提供高級接口功能。
　　 本文以軟件工程設(shè)計(jì)作為理論依據(jù)，對現(xiàn)有醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行抽象得到醫(yī)學(xué)圖像處理軟件的框架，重點(diǎn)研究醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和可視化，并采用Python腳本語言設(shè)計(jì)了一個基于Python的醫(yī)學(xué)圖像處理框架，Jolly。
　　 全文通過分析主流醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)，采用FileMon工具分析這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織和用戶交互。結(jié)果表明，主流醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)一

3、般能夠支持多種不同的數(shù)據(jù)類型，用戶交互遵循醫(yī)學(xué)影像設(shè)備約定，操作控制主要以控制面板的方式，而不是傳統(tǒng)的菜單與工具欄。
　　 根據(jù)上述分析，進(jìn)一步使用軟件工程傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)方法對醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程分析，推導(dǎo)出一般醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)類型與模塊結(jié)構(gòu)圖。得出如下分析結(jié)果：
　　 1.醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)包含三種數(shù)據(jù)類型、柵格數(shù)據(jù)類型、幾何數(shù)據(jù)類型和網(wǎng)格數(shù)據(jù)類型。
　　 2.醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)應(yīng)該

4、包含數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、圖像處理和可視化模塊。
　　 針對結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)的結(jié)果，借鑒vtkInria3D的設(shè)計(jì)思想，本文提出一個基于Python醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)框架的總體設(shè)計(jì)。各模塊依賴于底層醫(yī)學(xué)圖像處理開發(fā)包，又高于這些開發(fā)包，向應(yīng)用層提供基本的功能。
　　 數(shù)據(jù)管理模塊使用樹狀式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一對三種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行層次管理。可視化管理模塊以控件方式，對可視化不同視圖提供同步顯示。圖像處理模塊提供圖像類型的統(tǒng)一描述和轉(zhuǎn)