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三维超声实时可视化及GPU技术的应用

王磊  
【摘要】: 医学超声图像的三维重建技术在现代医学临床诊断中起着十分重要的作用。将传统的二维断层图像用三维超声重建系统进行处理,能在计算机屏幕上形象的显示人体器官和组织的立体视图。通过人机交互,可以对重构出的图像进行诸如旋转、缩放等操作,使医生能够更充分的了解病灶的性质及其与周围组织的三维结构关系,从而更方便直观的做出临床诊断。 本文首先阐述三维超声成像技术的国内外发展现状及其主要研究领域,概述了医学图像三维重建所涉及的基本技术和算法,并讨论了医学图像技术在医学诊断中的应用。 然后文章介绍了三维超声数据的获取方式,讨论了随机采样系统(freehand系统)中的几种定位方法和扫描方式,重点研究了与汕头超声研究所合作项目中三维超声数据的获取方式和软件处理方案。接着,本文阐述了三维超声数据的处理方法,包括几种滤波和插值方法,同时文章讨论了目前最新的可编程图形硬件(GPU)技术,并把此技术应用到了三维超声数据处理过程中。随后文章介绍了体绘制技术与GPU技术在这方面的应用,并展示了编写的显示端软件的执行效果。 然后,文章对之前提到的几种GPU技术的应用做了相关试验,通过比较实验结果,充分说明了由于GPU的并行计算与快速纹理渲染特性,使得软件的运行效率得到了很大提高。 最后,对研究工作进行了总结并对以后的改进工作提出了建议。


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