基于ManagedITK、VTK.NET与C#的医学图像处理系统实现

目的:开发可用于图像分割,配准以及可视化的图像处理系统。方法:在C#环境中应用ManagedITK、VTK.NET进行联合开发。结果:以一组头部CT数据为例,应用该系统将头部CT数据读入并显示,然后对数据进行体分割,最后对分割结果进行了三维重建以及重建结果的三视图显示。结论:该图像处理系统包含了大量分割、配准以及可视化算法,可以胜任常见图像处理需求。

标准DICOM图像快速读取和显示方法研究

医学图像和相关信息通常遵循DICOM(Digital Imageing and Communication Medicine)国际标准。DICOM文件不仅包含了图像本身的信息,同时还包含了大量有用的医疗相关信息。如何通过编程快速读取和显示DICOM格式图像和相关信息,对于临床诊断和进一步的图像处理和可视化研究具有重要的意义。论文首先介绍了DICOM文件的格式,然后列出了当前主流医学图像处理的软件和平台(Matlab、Python、VTK、ITK)提供的DICOM文件的读取和显示方法。最后对比各个平台的优缺点,使医学图像处理研究者可以高效地利用这些平台进行项目的开发。

基于VTK的头部CT图像处理研究

为了提高头部CT图像的预处理效果,使头部CT图像中的边缘轮廓更加清晰,采用不同的边缘检测方法对头部CT图像进行处理。通过比较不同滤波对头部CT图片的预处理效果,选择双边滤波进行去噪处理。经过对头部CT图像使用不同边缘检测算法在VTK中的实现结果相比较,得出各方法的优越点。最后,选出最适用于人体头部CT图像的图像滤波及边缘检测方法。

头肩部CT图像分割和重建技术的实现分析

医学CT图像是医生对病人病情诊断的主要手段和依据,高质量的三维CT图像有益于帮助医生提高诊断准确率。以医学头肩部CT图像为研究对象,对医学CT图像的分割技术和重建技术进行研究与实现。在分割处理环节中采用灰度值直方图进行阈值分割处理,同时完成图像的增强处理。采用面绘制技术和光线修正模型完成对CT图像的三维重建。最后,利用VTK可视化工具包对研究的技术予以实现,实验结果表明,该方法能够较好地实现医学CT图像分割和三维重建目标。

特高拱坝安全监测可视化系统研发

针对特高拱坝运维期内海量安全监测数据管理可视化程度不足,效率低下的问题,利用数据库、.NET开发平台以及VTK可视化系统等技术,研发了一套适用于特高拱坝的安全监测可视化系统。将安全监测数据库、工程场景、VTK三维可视化引擎在可视化平台中进行有机的融合,各安全监测信息以及分析成果可以以二维图形、三维云图和表格等方式实时、动态的呈现,实现了各安全监测信息的信息化和可视化,所见即所得。该系统为安全监测管理人员提供了一个直观、高效的信息可视化安全管理辅助系统,具有一定的应用价值。

CINRAD三维拼图产品显示系统

新一代天气雷达三维拼图产品显示系统是采用三维VTK(Visualization Toolkit)技术,结合具体的空间体绘制算法,开发的显示平台。此显示平台针对中国气象科学院国家灾害天气重点实验室开发的新一代天气雷达3D组网拼图产品,在兼顾实时处理和事后分析的需求下,实现了包括X,Y,Z平面在内的空间任一切面的雷达回波强度显示,运用光线投影算法实现了雷达回波数据的空间整体三维重建显示。同时结合多种产品的二维平面显示功能以及二维和三维的交互功能,更为直观和全面的展现了空间回波的分布状况,使得三维组网产品的优势在业务系统上得到更大程度的发挥。

面向中子学分析的集成可视化平台SVIP的发展研究

中子学分析涉及复杂的几何模型和三维数据场,数据分析处理已逐渐成为中子学分析工作的瓶颈,发展面向中子学分析的专用可视化系统有利于提高数据分析效率。SVIP是一个面向中子学分析并具有扩展应用领域能力的集成可视化平台,本文对SVIP进行了全面介绍,包括系统的总体框架、主要功能、开发平台和关键技术。本文以ITER基准校验模型为例对SVIP进行全面测试,测试结果显示SVIP显著简化了数据分析工作的流程,提高了分析效率。

ITK和VTK及其应用新进展

在国外,基于ITK和VTK的3D Slicer和IGSTK两个软件主要应用于为医学图像分析、图像导航手术和微创手术。对ITK和VTK的现状、安装、开发技术作了详细的综述,并介绍了3D Slicer和IGSTK的主要功能和临床应用,为图像引导临床诊断的研究应用指明方向。

基于VTK的口腔种植手术导航系统的图像配准

讨论了口腔种植手术导航系统的关键技术——图像配准的实现全过程。制作了聚丙烯树脂模板专用配准装置,以基于外部标志点的无创配准方法,在基于VTK的平台环境下,开发了软件系统获取虚拟坐标系与世界坐标系下的基准点坐标,并以ICP算法完成配准。应用实例表明,配准误差小于1mm,可以满足口腔种植手术临床需要。

基于VTK库的医学图像处理子系统设计和实现

VTK(TheVisualizationToolkits)是一个基于面向对象方法设计的,功能强大的可视化和图形图像处理类库,针对医学图像处理的需要和特点,利用VTK的图像处理和可视化,及图形显示功能,用面向对象的方法设计和实现了一个易于扩展、高效率、实用的医学图像处理子系统。实践证明该子系统能很好地应用于各种医学图像处理中。

基于VTK的电磁场三维可视化研究及实现

针对在三维电磁场可视化过程中面临的电磁数据的多样性和数据映射的多样性问题,分析了电磁场三维可视化的主要流程和电磁场数据集,并引入三维可视化类库VTK。利用VTK类库良好的封装性,采用Marching Cube和Hedgehog建模,分别实现了电磁标量场和电磁矢量场的三维可视化。

基于VTK的矿体三维可视化研究与实现

矿体三维可视化是矿业软件研发、数字化矿山建设的基础和重要内容。结合大型矿业软件系统DiMine的开发实践,对VTK的体系结构进行了分析,在此基础上对VTK的cell类型及数据集类型进行了扩展,并设计实现了相应的类,利用VC++开发工具开发了一种新的矿体三维可视化平台。研究表明,该平台在可视化性能以及分析结果展示等方面比当前国外主要矿业软件具有更大的优越性。

可视化三维图形库Visualization ToolKit3.2的原理及应用

本文介绍了一种广泛使用的三维图形生成软件VTK及处理软件系统。阐述该软件的特点、体系结构、对象模型等内容 ,并着重说明了图形模式和可视化模式。

基于ITK、VTK和MFC的DICOM图像读写及显示

背景:DICOM文件不仅包含了图像本身的信息,同时在文件头中还携带了大量的医疗相关信息,这使得DICOM标准图像的正确读写和显示工作变得尤为重要。目的:有效地综合利用工具包和开发平台的优点,借以达到一个实现DICOM标准图像的正确读写和显示。方法:首先将ITK工具包、VTK工具包与MFC深度集成,然后在该集成环境下利用这两个工具包所提供的类和函数读写和显示DICOM文件。结果与结论:在ITK、VTK与MFC深度集成环境下,通过其所提供给用户的一个灵活、友好、实用的交互界面,采用文中所述具体的方法实现了DICOM图像文件的正确读写及显示,为三者集成环境下的软件开发做了一个初步的尝试,为在此基础之上三者在医学图像处理方面更多功能的实现打下良好的基础。

基于VTK的交互式切割的研究与实现

本文探讨利用开源的Visualization Toolkit(VTK)技术开发出可视化软件.VTK是面向对象的通用可视化类库,在科学和工程界有着广泛的应用,文中主要介绍交互式切割的意义以及VTK的可视化开发流程,并在此基础上讨论了两种交互式切割方式(Cropping和Clipping)的原理和实现方法,提出将其应用于医学教学、科研和临床诊断的虚拟切割中的设想,完成三维重建与虚拟切割的功能,从而满足临床与科研的需要.

VTK医学图像三维重建应用及实现

VTK是开放源码的自由软件系统,可应用于图像处理、计算机图形学和科学计算可视化,在国内外被广泛用于各行各业。介绍了VTK的基本组成、系统架构、可视化流程。并且将VTK应用于医学图像可视化,使用面绘制的移动立方体法和体绘制的光线投影法,在Microsoft Visual Studio 2005下使用C++语言分别实现了医学图像三维重建,并给出了系统实例。实践证明,使用VTK开发医学图像三维重建系统,重建效果好,开发时间少,代码重用率高。

基于CBCT的可视化口腔虚拟种植系统设计

目的:设计并实现一种基于CBCT数据的可视化口腔虚拟种植系统,以辅助医护人员进行口腔种植手术。方法:借助VTK工具包中的可视化算法在VS平台上编译系统,读取CBCT数据并在系统界面内显示图像的横断面、冠状面与矢状面,通过MC算法重建颌骨的面模型,从种植体库中选择种植体并确定其在颌骨模型上合理的种植位置与角度。结果:系统实现了种植体的虚拟种植。结论:可视化的口腔虚拟种植能够帮助医护人员进行术前规划与医患沟通。

虚拟手可视化模型的初步研究

目的:建立具有解剖结构的虚拟手三维可视化模型。方法:选用首例中国女数字化可视人体数据集(CVH2)为原始数据源,用Adobe Photoshop软件先对手部的重要结构进行预处理和图像分割,再用VisualC++6.0和VTK(Visualization Toolkit)可视化工具包作为开发平台,采用经典的Marching Cubes算法,对分割后的图像进行三维重建。结果:重建出了手部皮肤、桡骨、尺骨、腕骨(包括周骨、月骨、三角骨、豌豆骨、大多角骨、小多角骨、头状骨、钩骨)、第I～V掌骨、第I～V指骨第(包括近节指骨、中节指骨、远节指骨)的三维可视化模型,可以任意角度和比例大小对它们进行交互式观察,清楚地显示了它们在空间上的位置关系。该模型还实现了多模式的交互演示和角度测量、鼠标取点等实时交互功能。结论:为虚拟手的建模研究提供了三维可视化的解剖模型,探索了三维解剖建模的新的技术方法,并为进一步研究手的物理及运动生理建模建立了初步的技术平台。

基于VTK的地下水数值模拟三维可视化开发应用

本文应用Kitware公司Visualization Toolkit(VTK),开发地下水数值模型可视化建模及数据处理的三维可视化方法。利用美国地质调查局三维地下水数值计算模型MODFLOW的数据,构建VTK类库定义的vtk Structrured Grid、vtk Unstructured Grid及vtk Poly Data数据集类型对象及VTK流水线。以河南省安阳市小南海泉域地下水可视化模拟系统开发为例,实现图像绘制、等水头线生成、筛选及剪切交互处理。

基于Visualization Toolkit的脑模型三维重建方法研究

目的利用可视化工具包VisualizationToolkit(VTK)结合VC++实现医学图像三维可视化。方法基于头部CT测量数据,采用MarchingCubes算法和Raycasting算法重建出头模型的表皮和颅骨。结果和结论VTK使用灵活,功能强大,利用它进行图像重建,具有重建步骤简单、效果好、速度快、交互能力强等优点,可以被广泛应用于医学图像的重建中。