收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于Freehand超声图像的三维重建方法研究

王晓宇  
【摘要】:与CT和MRI等医学成像手段相比,超声成像技术具有无损性、实时性、灵活性、廉价性等优势,在临床上具有广泛的应用前景。三维超声成像克服了传统二维超声成像的缺陷,为医生提供解剖区域立体、直观的三维影像,可以使医生制定更加科学的介入手术规划,从而使介入手术更加安全、可靠。 本文针对freehand方式采集超声图像的特性,研究了超声图像三维重建的关键技术,搭建了超声图像三维重建系统,系统包括超声仪、电磁定位仪、图像采集卡和计算机。由于freehand采集到的超声图像在空间排列的任意性,将电磁定位仪接收器固定在超声探头上以记录超声探头的空间位姿数据,并采用时间标定技术来确定超声图像与空间位姿数据之间的时间偏移关系,进而对电磁定位仪数据进行插值,以保证采集到的超声图像与探头的位姿数据一一对应。 由于电磁定位仪采集到的位姿数据是电磁定位仪接收器相对于发射器的实时读数,而不是对超声图像平面位置的直接表述,因此需要通过空间标定来求解电磁定位仪接收器坐标系与超声图像坐标系的转换关系。在分析了现有标定模型的基础上,制作了结构简单的双层“Z”形模型,以模型斜线与超声图像平面的交点作为特征点,采用最小二乘法进行空间标定矩阵的求解,最终确立了从超声图像坐标系到世界坐标系的完整映射关系。 采用基于最近邻像素的无插值算法对体数据进行三维重建,保证了重建算法的快速性和准确性。该算法的主要思想为:通过对物体进行充分扫描以减少空缺体素的数目;合理设定三维晶格的坐标系及体素的尺寸大小,以减少运算量;通过对超声图像进行预处理来保护图像细节、减少噪声;根据空间标定确立的三维映射关系,将像素从超声图像平面映射到世界坐标系中,为距离此三维位置最近的体素赋予灰度值;对于多个像素对应同一个体素的情况,采用灰度值最大的策略对像素进行取舍。 为保证可视化的图像质量及实时性,本文基于VTK,采用光线投射算法实现了三维可视化的体视图技术,采用坐标转换实现了面视图技术。最后采用离体动物器官对本文所确立的三维可视化系统进行了功能实验,并对三维重建及图像定位的准确度进行了分析,实验表明本系统的三维重建准确度优于3.5mm。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

免费申请
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪源源;焦静;;改进型脉冲耦合神经网络检测乳腺肿瘤超声图像感兴趣区域[J];光学精密工程;2011年06期
2 韩勇;李胜利;唐娉;;常见胎儿脑畸形的空间直方图金字塔检索方法[J];计算机工程与应用;2011年23期
3 刘金燕;谭媛媛;温美娜;;基于小波算法的计算机超声图像信息系统研究[J];煤炭技术;2011年07期
4 邱武;罗小安;尉迟明;丁明跃;;带参数校正模型的三维超声重建算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2011年09期
5 刘志东;罗燕;林江莉;廖晓红;;基于超声射频RF信号的脂肪肝分级量化方法[J];四川大学学报(工程科学版);2011年S1期
6 黄立勤;李伟;林强;;基于多尺度融合和相关性分析的全方向M型心动图优化研究[J];中国生物医学工程学报;2011年04期
7 胡晓亮;刘宝林;周国燕;;猪肉品质的超声波无损检测实验研究[J];生物医学工程学杂志;2011年04期
8 冯艳玲;;一种基于数据挖掘的HIFU温度估计方法[J];电脑知识与技术;2011年16期
9 程丹松;刘晓芳;金野;崔淑梅;刘家峰;;基于邻域信息的多层次图像模糊算法[J];哈尔滨工业大学学报;2011年07期
10 胡聪;黄剑华;张英涛;唐降龙;;多示例学习在多ROI乳腺肿瘤分类中的应用[J];智能计算机与应用;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 田雨;杨帆;罗红;陈娇;;原发性输卵管肿瘤的超声图像分析[A];2009’中国西部地区声学学术交流会论文集[C];2009年
2 陈剑;丁云川;王庆慧;郑家亮;尹帆;苏璇;罗庆祎;;智能跟踪血管影像分析系统的开发和初步运用的研究[A];第十届全国超声心动图学术会议论文[C];2010年
3 鄢曹鑫;顾新宇;杨仲方;余永红;姚萍萍;黄定;徐英姿;田树元;何铭敏;余莉青;李宏春;;右下肺肺癌的超声图像浅析[A];2008年浙江省超声医学学术年会论文汇编[C];2008年
4 孙建霞;于新凯;梁会泽;;浆细胞性乳腺炎的超声图像分析[A];中国超声医学工程学会第三次全国浅表器官及外周血管超声医学学术会议(高峰论坛)论文汇编[C];2011年
5 陈训;罗福成;章仁品;叶玉玲;;超声图像DICOM3.0格式转换及网络整合的研究[A];中华医学会第六次全国超声医学学术年会论文汇编[C];2001年
6 陈宁宁;杨力;蔡珠虹;王韦;;子宫肉瘤的超声图像及鉴别诊断[A];第九届全国超声医学学术会议论文汇编[C];2006年
7 郭翌;汪源源;;基于Adaboost算法的颈动脉粥样硬化判别方法[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
8 孙志民;汪源源;王威琪;;超分辨率图像重建方法及其在超声图像中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
9 周璐璐;李金;于虹;李想;任爱民;;基于区域生长与伪彩色增强的医学超声图像病变提取算法研究[A];2005年全国超声医学工程学术会议论文集[C];2005年
10 胡娜;张凌;陈敏;高毅;常才;;甲状腺滤泡性癌的超声诊断及误诊分析[A];中国超声医学工程学会第二次全国浅表器官及外周血管超声医学学术会议论文汇编[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 石竹;FreeHand延续MX战略[N];计算机世界;2003年
2 李雨田;Freehand纸箱设计的好帮手[N];中国包装报;2001年
3 ;玫瑰物语——Freehand 9.0实战[N];电脑报;2001年
4 周晖;用Freehand 10 快速绘制齿轮[N];电脑报;2004年
5 ;FreeHand的中文输入问题解决了[N];电脑报;2002年
6 李兆勇;Freehand也能做Flash动画[N];中国电脑教育报;2002年
7 上海 冬儿;Freehand和Fireworks的完美结合[N];电脑报;2002年
8 刘霞;“迷你”机器人5年内可用于临床[N];科技日报;2009年
9 浙江 冬儿;用Freehand巧做螺旋插画[N];电脑报;2002年
10 特约作者:冬儿;FreeHand 10也能做SWF动画[N];电脑报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李小敏;胎肺超声图像分析及其在肺成熟度估计的应用[D];复旦大学;2011年
2 朱长明;颈部淋巴结超声图像辅助诊断关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 邓寅晖;妇产科早期诊断中超声图像的分析与处理研究[D];复旦大学;2011年
4 陈滨津;小儿先心病超声图像的虚拟内窥镜关键技术研究[D];复旦大学;2012年
5 张俊华;颈部淋巴结超声图像分析与应用[D];复旦大学;2007年
6 李海东;瘢痕的超高频超声影像学研究[D];中国协和医科大学;2008年
7 杨振森;基于超声图像的前列腺病变计算机辅助诊断[D];中国科学技术大学;2009年
8 冯艳玲;基于超声图像数据挖掘的HIFU无损监控关键技术研究[D];中南大学;2008年
9 陈洪波;基于超声成像的HIFU治疗效果实时评价中的关键问题研究[D];中南大学;2009年
10 孙银山;基于三维超声图像的穿刺手术机器人辅助系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓宇;基于Freehand超声图像的三维重建方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 韩寒;超声图像滤波及增强算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 唐毅;超声诊断小儿肾损伤的临床研究及声学造影实验研究[D];重庆医科大学;2005年
4 孔照哲;眼球二维超声图像的三维重建[D];重庆大学;2005年
5 王建栋;基于模糊增强的医学超声图像分割[D];第一军医大学;2005年
6 陈玉群;基于声图像的材料缺陷、失效模型的研究[D];电子科技大学;2004年
7 亢冬春;医学超声图像增强技术的研究与设计[D];吉林大学;2007年
8 于山山;乳腺肿瘤超声图像边缘提取的研究[D];中国海洋大学;2006年
9 郭皓;基于alpha稳定分布的超声图像去噪方法研究[D];四川大学;2006年
10 杨兵;高能超声聚焦肿瘤治疗系统——图像处理子系统[D];电子科技大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026