腫瘤感應熱療計劃系統(tǒng)中數(shù)字影像處理與建模.pdf

1、腫瘤磁感應加溫治療是目前腫瘤治療的研究熱點，其中磁感應加溫治療計劃系統(tǒng)是研究的重要內(nèi)容。它涉及到醫(yī)療影像標準、圖像處理、計算機圖形學、可視化、生物醫(yī)學、軟件工程等多個領域的相關理論和技術。 本課題來源于廣東工業(yè)大學承擔的2004年國家自然科學基金項目“交變磁場中金屬粒子誘導腫瘤熱療新方法的研究”。針對已研制的磁感應熱療樣機設備，在處于研發(fā)階段的熱療計劃系統(tǒng)的平臺上，綜合應用數(shù)字圖像處理技術、計算機圖形學技術以及醫(yī)學等領域的相關知

2、識，主要從醫(yī)學影像處理、三維重建算法、小鼠CT圖像的三維重建和顯示、影像數(shù)據(jù)的三維幾何建模等幾個關鍵問題展開研究。 本文分別從算法理論和實際應用的角度，對腫瘤熱療計劃系統(tǒng)中醫(yī)學影像的處理與建模的相關技術難點進行了深入分析。主要研究內(nèi)容如下： 從國內(nèi)外醫(yī)學圖像可視化的研究現(xiàn)狀及應用范圍出發(fā)，對醫(yī)學CT圖像三維重建的關鍵技術進行研究：包括圖像的預處理，組織和器官的分割與提取，三維重建算法的基本原理和特點。 采用Fou

3、rier變換重建算法來討論CT重建算法，運用Matlab工具軟件與Amira應用軟件相結合的方法，編寫程序，實現(xiàn)對小鼠肺部CT圖像的三維重建，為后續(xù)試驗的進行提供了方法和依據(jù)。 應用.Amira軟件對腫瘤患者的CT圖像進行了三維立體建模，得到某些組織或器官的表面繪制，網(wǎng)格表面繪制，體表面繪制等三維可視化模型。根據(jù)這些三維可視化模型，不但可以從外形上判斷組織或器官因病變而凹凸的情況，以及病變體大小形狀，還能夠得到實體的內(nèi)部情況，取

4、得較理想的建模效果。 通過hmira軟件系統(tǒng)中的仿真軟件包，對患者模型進行三維有限元仿真模擬，構造高仿真3D模型。同時，通過多通道顯示技術來實現(xiàn)仿真模型的溫度區(qū)域劃分，指導醫(yī)生可以用肉眼看到被治療區(qū)域參數(shù)設定是否合適，更重要的是可以進行鄰域鑒定，以避免重要的正常組織被影響，同時為熱療計劃系統(tǒng)中的立體穿刺功能奠定了堅實的基礎。 在寫論文的過程中，本人曾在清華大學工程物理系醫(yī)學物理研究所從事磁感應熱療計劃系統(tǒng)醫(yī)學影像處理與效