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虚拟医学三维可视化方法、算法平台的研究进展

文章来源:搜维尔[SouVR.com] 作者:Frank 发布时间:2011年07月07日 点击数: 字号:
库;可以跨平台,支持Windows、Unix、Linux、Mac等多种平台;支持多种脚本语言,如Tcl、Python、Java等;是一个专注于图像配准和分割处理的开源软件工具包,实现了目前大部分流行的分割、配准算法(Active contour、Level Set、Fuzzy Connecteness、刚性配准、非刚性配准等)。目前ITK的稳定版本已经发行到3.0,提供了几乎所有主流的医学影像分割和配准算法,并且现在还一直在持续地进化,ITK计划在2007年陆续推出其3.2、3.4、3.6版本。它已经并且将继续为医学影像领域内的研究人员提供一个分割与配准算法的仓库和基础[16]。

  尽管VTK和ITK目前已经称为知名的可视化与医学影像处理开发平台,但是它们的一些缺陷影响了其在更大范围的广泛应用。首先,VTK是一个面向通用可视化领域的一个开发平台,并非医学影像领域专用,规模庞大,增加了复杂性;其次,ITK并不提供可视化的能力,一般要与其他可视化软件联合起来使用。最后,ITK设计的时候使用了非常多的现代C++语言的新特性,而VTK是使用标准的C语言编写,两者的风格并不相同[17]。

    5.3  MITK

  MITK是 Medical Imaging ToolKit 的缩写。是由中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室开发的集成化的医学影像处理与分析C++类库.开发MITK的灵感得自于开源软件 VTK 和 ITK 的巨大成功, 其目的主要是为医学影像领域提供一套整合了医学图像分割、配准和可视化等功能的,具有一致接口的、可复用的、灵活高效的算法开发工具.和VTK的风格类似, MITK采用传统的面向对象的设计方法, 而没有采用ITK的范型编程风格. 因而其语法和接口是简单而直观的. 目前MITK是免费软件, 可以免费用于科研和教育目的.

    6  结束语

  目前,关于医学图像可视化的研究仍处在发展阶段,有许多问题有待于进一步的研究解决。(1)不同影像设备获取的体数据之间的融合问题(2)体数据在计算机里的表示方式涉及到存储需求与计算效率之间矛盾的问题。目前,一个引人注目的研究方向是体数据的压缩以及对压缩的体数据的直接进行体视[18],它能够比较好地处理存储和计算之间的矛盾。(3)完全从图像本身提取特征并利用这些特征实现准确匹配的全自动匹配方法目前仍处于研究阶段。(4)关于高维的、非规则的或者向量型体数据的可视化基本上处在未知状态。(5)对于描述烟云等的无形数据场的显示仍是一个没有很好解决的难题。(6)体数据显示速度也是一个亟待解决的问题,现在各种体数据处理硬件正处在研制当中,一些公司将在今后几年内推出它们的产品。除了从硬件角度加快体视化速度之外,体数据显示算法的研究也是一个重要方向。

  虚拟现实技术是近年来兴起的一个新的研究领域,可视化技术与虚拟现实技术的结合是今后发展的必然趋势。目前对可视化的研究工作主要集中在体数据的显示和分析上,对体数据的操作都是比较简单的。只有把可视化与虚拟现实技术结合起来才能真正创造出符合人操作习惯的三维工作环境,使用户可以方便而直观地对体数据所表示的世界进行操作和探索,也才能进行逼真的动态模拟[3]。将超级计算机、光纤高速网、高性能图形工作站及虚拟现实四者结合起来成为可视化这一领域技术发展的重要方向。

  今后,关于可视化的研究会越来越深入,可视化技术的应用会越来越深入。目前,发达国家在今后两三年内,可视化专用硬件系统(如三维显示器)将逐步走向实用,这将极大地促进体视化发展。有关专家预测,在未来的几年内,可视化技术将从理论、方法到实用系统都会有一个新的飞跃


 

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