基于人體結(jié)構(gòu)斷層圖像的醫(yī)學(xué)三維建模.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)圖像臨床應(yīng)用研究的深入，基于人體結(jié)構(gòu)斷層圖像的三維建模技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。目前醫(yī)學(xué)圖像三維建模主要有體繪制和面繪制兩類方法，由于面繪制可以采用現(xiàn)有的圖形硬件實(shí)現(xiàn)繪制功能，速度較快，適合于實(shí)時(shí)交互，因此得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 Marching Cubes算法是基于體素的一種典型面繪制方法，它使用三角面片作為中間幾何圖元的基本表達(dá)元素，算法本身簡(jiǎn)單有效，支持顯卡硬件加速，對(duì)面繪制的研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。本課題基于Marchi

2、ng Cubes算法，并針對(duì)現(xiàn)有醫(yī)學(xué)圖像的特點(diǎn)，提出了一種醫(yī)學(xué)三維建模的新方法。
　　 傳統(tǒng)Marching Cubes算法通過(guò)遍歷整個(gè)圖像空間來(lái)得到等值面，而在醫(yī)學(xué)圖像中真正與等值面相交的體元只占很少一部分，本課題提出的建模方法結(jié)合種子填充思想進(jìn)行等值面擴(kuò)展，避免對(duì)空單元的檢測(cè)，大大提高了算法速度。另外，現(xiàn)有醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)場(chǎng)密度較高，具有較好的繪制效果，但往往生成過(guò)多的三角面片，三角面片越來(lái)越細(xì)小，個(gè)體差別也更加細(xì)微，因此計(jì)算等

3、值面和立方體交點(diǎn)具體位置意義不大，新方法在對(duì)單個(gè)體元進(jìn)行處理時(shí)，將中點(diǎn)位置取代插值位置作為等值面與體元的交點(diǎn)，可以大大減少計(jì)算量，對(duì)產(chǎn)生的等值面效果影響不大。在生成等值面時(shí)，新方法不需要預(yù)定義基本構(gòu)型，直接連接等值點(diǎn)生成多邊形網(wǎng)而非三角網(wǎng)，減少了面片數(shù)量，并很好的解決了Marching Cubes算法中存在的二義性問(wèn)題。
　　 本文在給出醫(yī)學(xué)三維建模具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)描述了方法的改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)表明，新方法較傳統(tǒng)方法在拓?fù)浣Y(jié)