頭部CT圖像的分割及三維重建技術研究.pdf

1、目前的影像醫(yī)療診斷主要是通過觀察一組 CT、MRI的二維切片圖像發(fā)現(xiàn)病變體，但這只能依賴于醫(yī)生豐富的讀片經(jīng)驗。利用醫(yī)學三維重建技術從一系列連續(xù)的二維切片重建出三維人體器官，輔助醫(yī)務人員對病變體或感興趣的區(qū)域進行定性定量分析，三維重建技術在診斷醫(yī)學、手術規(guī)劃及模擬仿真、整形及假肢外科、放射治療規(guī)劃、解剖教學等方面都有重要應用。但目前國內(nèi)從事這方面的研究較少。因此，開展這方面的研究具有重要意義。
　　醫(yī)學圖像三維表面重建涉及數(shù)學圖像處

2、理、計算機圖形學以及醫(yī)學領域的相關知識，交叉性很強。其主要研究內(nèi)容包括醫(yī)學圖像的預處理，如插值、濾波等；組織或器官的分割與提??；各種面繪制與體繪制算法等。
　　本文針對CT醫(yī)學圖像三維重建的關鍵技術進行了研究，實現(xiàn)了頭部和腦部任意切片的分割，可以從任意方向任意角度觀察切片，計算出了腦白質(zhì)和灰質(zhì)的體積，實現(xiàn)了頭部和腦部的三維重建，便于醫(yī)生定量診斷和治療。主要研究內(nèi)容如下：
　　1．CT圖像的成像原理，根據(jù)圖像的特點，采用如下方

3、法：直方圖閾值法對圖像進行二值化處理、數(shù)學形態(tài)學中的開閉運算進行區(qū)域修補、區(qū)域生長法進行區(qū)域分裂合并、活動輪廓模型進行腦組織分割，上述為三維重建的準備工作。
　　2．三維重建涉及的理論知識：斷層輪廓線提取、輪廓線采樣、三角面片網(wǎng)格重建最優(yōu)表面、輪廓拼接等技術。
　　3．斷層輪廓線算法和移動立方算法表面重建原理。斷層輪廓線算法是從一組有序斷層面上的輪廓線中推算出相應實體的空間，最早的方法是基于多邊形技術，主要采用平面輪廓的三角

4、形算法，用三角片擬合這組表面輪廓的曲面。
　　移動立方體算法(Marching Cubes)是面繪制算法中的一種，本質(zhì)是從一個三維的數(shù)據(jù)場中抽取一個等值面，所以也被稱為“等值面提取”（Isosurface Extraction）算法。算法的核心就是要從給定的采樣點中找出等值面，該算法中采用隱式的等值面提取方法，避免了顯式的等值面提取算法中計算復雜度高的問題。
　　4．實現(xiàn)了基于移動立方算法的CT圖像三維重建算法仿真。本文系統(tǒng)