SRTP申请书(终稿.doc

项目类别项目批准号C 中国科技大学大学生研究训练计划（SRTP）项目申请书项目名称： 多模态医学图像3D可视化系统设计 申 请 人（主持人）： 所在院系： 医学技术与工程学院 专业年级： 医疗器械工程2011级 联系： 指导教师: 职称 批准日期： 年 月 日 中国科技大学大学生研究训练计划（SRTP）项目管理委员会 填 表 说 明 一、 填写立项申请书前，请先咨询指导教师或有关专业教师申请书的各项内容要求实事求是，逐条认真填写表达明确、严谨，一律要求用打印稿件 二 、申请书为A4本，于左侧装订成册一式三份（至少一份原件），由指导教师和学生所在院系审查并签署意见后报送学校SRTP项目管理委员会。

三 、“所在单位意见”一栏中，应注明研究人员、时间、条件、政策等方面的保证措施和意见项目类别”指A、B、C、D，A—学术论文、社会调查类；B—全国、省级竞赛（决赛）类；C—实验设计和科技制作、科研类；D—其他类项目批准号”不填，由学校统一编号四、如表格不够，可以加附页一、简表项目简况项目名称多模态医学图像3D可视化系统设计项目类别A、学术论文、社会调查类； B、全国、省级竞赛（决赛）类；√C、科学实验和科技制作、科研类； D、其他类申请经费3000元起止年月2013.6-2014.5项目申请人姓 名性别女民族汉出生年月1992.09专业年级院系医学技术与工程学院前一学期平均学分绩点4.54兴趣爱好编程、学习前一学期综合测评名次3电 话指导教师主要教学工作简历时 间授课名称授课对象学 时授课单位2004-2012医学图像处理生医01级-06级56医工学院2007-2009医学成像技术生医04-05级40医工学院2012-2013算法与数据结构生医、医疗器械11级48医工学院主要科学研究工作简历时 间项目名称获奖情况2009.9--2012.5973项目“基于同步辐射光源的生物医学成像与临床应用e-Science平台构建方法及其应用研究”2012.6--河南省科技攻关项目“基于多排心脏CT图像的冠状动脉疾病计算机辅助诊断技术研究与软件开发”项目组主要成员∧不含申请者∨姓 名性别出生年月专业年级所在院系学习状况项目中的分工签字杨旭女1992.07医疗器械111班医学技术与工程学院优秀需求分析孙权男1990.05医疗器械111班医学技术与工程学院优秀详细设计卢卫东男1990.05医疗器械111班医学技术与工程学院优秀概要设计庄广奥男1990.06医疗器械111班医学技术与工程学院优秀系统测试二、立项依据（项目的意义、现状分析）近三十年来，医学成像技术得到了快速的发展，新的成像设备不断出现，成像质量日益提高，为医生的临床诊断和治疗提供了极大的帮助。

其中，CT（Computed Tomography，计算机断层成像）、MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）和多模态分子影像是发展最快、应用最广的三种体层成像技术这些成像技术产生的图像，分辨率越来越高、数据量越来越大，在给临床诊治带来便利的同时，也向3D可视化技术提出了更高的要求3D可视化技术通过图像处理和重建将抽象的数据转换成形象直观的二维或三维图像，使得医生能够更加直观地观察病灶，因此在临床诊断过程中起着重要的作用目前临床常用的可视化技术包括多平面重建（Multi-planar reconstruction，MPR）、间接体绘制（Indirect Volume Rendering，IVR）、直接体绘制（Direct Volume Rendering，DVR）、最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）等这些可视化方法在能够从不同侧面对医学图像进行重组，为临床医生从不同角度进行阅片提供了便利，方便了对某些疾病的诊断和治疗目前在大多数医院，医学影像的3D可视化主要是通过专业的医学影像处理软件来进行的这类软件功能强大，但一般与成像设备一起捆绑销售并且安装在与成像设备直接相连的计算机上。

此外，这些软件操作复杂，需经过专业的培训才能使用因此在很多医院，仅有少数几个放射医生能够使用这类软件，其他的放射医生和大多数临床医生几乎没有机会接触和使用然而在临床实践中，不仅放射科医生需要可视化与计算机辅助诊断这些功能，会诊中心、病房以及外科诊室的临床医生有时也需要观看3D可视化重建的医学图像本项目拟采用c++和VTK开发一个操作方便、界面简洁的医学图像3D可视化系统，对CT、MR和PET等体层图像进行MPR、MIP和DVR等3D可视化三、项目实施方案及实施计划（实施方案、实施办法、具体实施计划及可行性分析）1、实施方案本项目采用C++和VTK在VS2008平台下开发完成首先读取并解析不同模式DICOM格式的二维医学图像，获取图像数据和需要的DICOM头文件参数；接着对二维切片图像进行预处理，将其构造成三维容积，并将头文件参数存储到相应的结构体PatientInfo, ImageInfo中；然后，系统根据要进行的可视化方法创建不同个数的子窗口，并在该窗口中显示可视化结果通过菜单可改变可视化方式2、具体实施计划项目实施分以下几个阶段进行：（1）文献调研、方案设计（2013年6月～2013年7月）：进行文献调研和需求分析，选择并制定详细的实施方案，对系统进行概要设计；（2）系统各功能模块实现（2013年8月～2013年12月）：解析不同模式的医学图像，实现不同的可视化功能；（3）系统测试、项目总结（2014年1月～2014年5月）：对系统进行测试，撰写研究论文和设计文档。

四、预期成果 1. 一个能够对CT、MRI和PET等体层图像进行MPR、MIP和VRT重建显示的多模医学图像3D可视化系统；2. 设计文档1份；3. 撰写论文1篇并投稿；4. 光盘1份（含以上三项内容）五、本项目的特点与创新之处本项目的特点与创新之处包括以下4点：1.本项目所开发系统利用c++和开源可视化工具包VTK在VS2008平台下开发完成，具有开源、可移植性和可扩展性强等特点2.系统能够对不同模式的体层医学图像（如CT、MRI、PET等）进行多种可视化重建，包括多平面重建MPR、最大密度投影MIP、体绘制VRT等3.由于医学图像数据量大，所以进行3D重建时的运算量非常之大，而普通CPU的计算能力有限，难以满足临床需要本项目在进行MIP和VRT重建时，拟利用GPU进行硬件加速，重建速度同利用CPU相比可提升8倍左右4.本项目所开发系统界面简洁、性能稳定，能够处理的最大医学图像切片数量可达500幅，基本能够满足临床可视化需求六、项目研究基础本项目已具备以下研究基础：1．医学图像素材 本项目主要研究并实现断层医学图像CT、MRI和PET的3D可视化技术项目组已通过指导教师从上海华东医院获取大量CT、MRI和PET原始图像作为研究与测试素材。

2.工具与方法本项目拟采用Visual C++和VTK开发完成项目申请人和主要参加人员先后学习过《计算机文化基础》、《C语言程序设计》、《算法与数据结构》、《面向对象程序设计（C++）》等课程，并且先后自学过或正在自学VTK，已经初步掌握VTK和C++混合编程的步骤和方法本项目主要采用MPR、MIP和VRT三种重建方法对体层医学图像进行重建项目组成员利用业余时间自学了医学图像可视化的相关知识，对MPR、MIP、VRT等医学图像可视化方法的原理和实现过程有了一定的了解 3.设备本项目主要在计算机上开发完成项目组成员基本都有电脑，开发阶段可在个人电脑上进行测试阶段因需要GPU加速，需购买NVIDIA显卡1-2块即可4.指导教师指导老师李振伟硕士和博士研究生期间一直从事医学图像处理方法的研究与相应系统的开发，有着深厚的专业知识背景，曾5轮主讲医学图像处理课程并主持完成校级教改项目“医学图像处理双语教学研究与实践”，发表教研论文2篇；参与国家973项目“基于同步辐射光源的生物医学成像与临床应用e-Science平台构建方法及其应用研究”和河南省科技攻关项目“基于多排心脏CT图像的冠状动脉疾病计算机辅助诊断技术研究与软件开发”，发表科研论文十余篇。

七、经费预算项目经费（单位：元）用 途1.NVIDIA显卡1000由于医学图像数据量很大，CPU的计算能力有限，项目进行MIP和VRT时需要GPU卡进行硬件加速2.论文版面费1000发表论文所需版面费3.图书和资料打印1000购买所需图书，打印相关资料，u盘等八、指导教师意见签字： 年 月 日九、学生所在单位意见 单位公章 院系负责人签字： 年 月 日十、专家评审意见签字： 年 月 日十一、主管部门审核意见 单位（教务处代）公章 负责人签字： 年 月 日。