题目：CT成像的人体大肠虚拟化关键技术的研究与实现

 

虚拟化是虚拟现实（VR）技术的重要分支。一方面，它汇集了诸如建筑、旅游、游戏、航空航天、医学等方面的专家与研究人员的多年来进行的关注和研究。从而从相关领域与科学能够在这一研究过程中得到互相融合与促进；另一方面，医学中的虚拟化技术的无侵入性和对用户自然、直观的特点使虚拟内窥镜成为最容易被接受的方式。

而人体大肠虚拟化是虚拟现实技术在医学上的一个分支。如何提高将二维图像集转化为三维图像的分辨率，达到自动漫游的效果成为很多研究者的研究方向。同时人体大肠虚拟化技术面临的诸如快速准确预处理、分割图像、提取中心路径、三维重现查出病灶等等为该研究提出了更高的要求。围绕这些要求，本论文对于在人体大肠虚拟化关键技术进行了文献综述和相应的处理方法的研究，围绕图像预处理、快速提取中心路径、体绘制以及虚拟展平方面的关键技术做出了如下具体研究：

     1、对于虚拟大肠系统近些年来的研究与成果进行了综述。分门别类的对于研究现状进行了总结并给出研究的热点和难点。

     2、针对大肠虚拟化技术引出关键点：CT图像读取预处理，提取中心路径，体绘制以及虚拟展平技术，通过用例图将这些功能明确化下来。

 3、本课题采用的去噪方法为中值滤波法。对于图像增强的方法主要可以分为四大类：空间域增强、频率域增强、彩色增强和图像的代数运算，这些图像增强方法都各有优缺点，经过多方的研究，采用图像锐化的方法去进行图像增强，最后对图像进行分割。

4、在研究三维重建技术的体绘制算法的基础上，结合VS的MFC框架和VTK开发工具包，设计基于VTK的医学图像三维模型重建，系统不仅能够实现对读入的二维医学图像的切片序列的三维重建，而且可以根据需要选择并能够实现对三维重建体的任意旋转、缩放等交互操作。

 5、本文提出一种快速提取中心路径的方法，即通过距离的变换找出DBF距离场的边界，并通过运用分辨率促进最大生成树的成长，在生成树中找到最初路径点，最后在三维数据场中矫正最初路径点并找出样条插值形成最初路径。

    6、提出了基于结肠外壁的虚拟展平方法方法。不但可以有效地估计结肠的弯曲程度，并依据结肠的弯曲程度自动地将结肠展平中最容易出现形变的弯曲部分分离出来以作独立处理。