面向快速原型制造的醫(yī)學(xué)圖像三維重建系統(tǒng)研究.pdf

1、快速原型制造技術(shù)(Rapid Prototyping and Manufacturing,RP&M))是八十年代后期發(fā)展起來的,集新型材料科學(xué)、計算機(jī)輔助設(shè)計、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)等為一體的綜合技術(shù),它具有的快速性、準(zhǔn)確性及擅長制作復(fù)雜形狀實(shí)體的特性使它在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。計算機(jī)斷層成像(ComputedTomography,CT)技術(shù)一直是人們檢查骨骼損壞、病變和更換的有力手段。如何將這兩種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來,快速、

2、準(zhǔn)確地制造出人工骨模型及替代物,是長期以來大家所關(guān)注的問題。
　　 本文圍繞這一問題,重點(diǎn)研究了基于醫(yī)學(xué)CT圖像的三維重建技術(shù)。醫(yī)學(xué)圖像三維重建是實(shí)現(xiàn)快速成型的關(guān)鍵技術(shù)之一,根據(jù)CT圖像的二維信息,通過圖像分割、二值化處理,提取感興趣的區(qū)域,重建出三維表面模型,然后將其轉(zhuǎn)化為快速成型系統(tǒng)可以接受的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式,才能制造出三維實(shí)體模型。醫(yī)學(xué)圖像三維表面重建的主要研究內(nèi)容包括醫(yī)學(xué)圖像的讀??；醫(yī)學(xué)圖像的預(yù)處理,如濾波、增強(qiáng)、插值等；組

3、織或器官的分割與提??；表面模型的三維重建等。本文以BMP格式作為CT圖像的輸入格式,相應(yīng)地開發(fā)了醫(yī)學(xué)圖像的讀取模塊,并對輸入的圖像進(jìn)行了濾波和插值處理。正確的分割是保證重建模型準(zhǔn)確表達(dá)組織或器官的前提。針對CT圖像的特點(diǎn),本文采用基于灰度直方圖的交互性閾值分割方法。在表面模型的三維重建中,詳細(xì)分析了Marching Cube算法的基本原理以及該算法存在的二義性問題并提出了一種解決方案。最后,本文運(yùn)用面向?qū)ο缶幊趟枷牒蚆VC(Model-