MRA血管體視化中傳遞函數(shù)設(shè)計.pdf

1、隨著人們生活水平不斷的提高，心腦血管疾病逐步成為當(dāng)今世界上威脅人類最嚴(yán)重的疾病之一，比如動脈粥樣硬化、腦溢血等等，其發(fā)病率和死亡率已超過腫瘤而躍居世界第一，心腦血管疾病也是我國首位死亡原因，因此預(yù)防和治療血管疾病已成為當(dāng)今社會的一個亟待解決的課題。隨著社會的迅速發(fā)展，三維醫(yī)學(xué)可視化在臨床醫(yī)學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，其中血管可視化對醫(yī)學(xué)輔助診斷血管疾病有著至關(guān)重要的作用。在上述背景下，本文主要應(yīng)用醫(yī)學(xué)可視化方法中的體繪制技術(shù)，以達到MRA數(shù)據(jù)

2、中的血管結(jié)構(gòu)可視化的目的。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)對體繪制中傳遞函數(shù)設(shè)計的要求分析，提出了一個新的二維傳遞函數(shù)。本文依照以往傳遞函數(shù)設(shè)計的不足，結(jié)合對圖像增強的一些算法研究，提出了針對于三維血管顯示的新的二維傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)設(shè)計一直是體繪制算法研究中的難點。高維傳遞函數(shù)雖然能將目標(biāo)數(shù)據(jù)提取出來，但是設(shè)計的參數(shù)較多，為了達到最佳效果進行調(diào)節(jié)時難度較大。因此本文提出了基于灰度-多尺度濾波器的二維傳遞函數(shù)。首先，使用 Fran

3、gi增強函數(shù)對血管結(jié)構(gòu)進行增強，使每一個體素點得到相應(yīng)的標(biāo)量值，并根據(jù)高斯函數(shù)中的尺度因子構(gòu)造多尺度濾波器。其次，基于灰度在 MRA數(shù)據(jù)分類中的重要作用，我們構(gòu)造了灰度-多尺度濾波器二維特征空間。通過特征區(qū)域選擇，賦予體素相應(yīng)的顏色和阻光度，最終顯示出血管結(jié)構(gòu)。⑵針對設(shè)計的二維傳遞函數(shù)顯示結(jié)果進行了改善。在血管可視化結(jié)果中常存在兩方面問題，一是可視化結(jié)果中碎片太多，二是結(jié)果有一些類血管結(jié)構(gòu)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)形成了遮擋。針對第一個問題，本文提出了

4、連通性計算。根據(jù)對不同鄰域連通性計算的實驗分析，我們選擇26鄰域連通性計算方法，很好的去除了碎片結(jié)構(gòu)。針對第二個問題，我們根據(jù)對連通性計算得到的連通集進行分類并排序，并將不同的連通集賦予不同的顏色和阻光度。這樣我們就可以通過交互的形式，將非血管結(jié)構(gòu)去除。⑶針對提出的算法計算耗時過長提出了相應(yīng)的加速計算方法。首先實現(xiàn)了基于GPU的光線投射體繪制加速算法。在臨床應(yīng)用中，醫(yī)生經(jīng)常需要對顯示結(jié)果進行交互操作（比如旋轉(zhuǎn)，縮放物體）以達到最佳觀察效