基于CT數(shù)據(jù)的兩相骨骼體網(wǎng)格生成.pdf

1、在人體的三維重構(gòu)中，骨骼的體網(wǎng)格生成不但具有重要的意義，而且亟待解決。隨著骨骼的受損幾率的增大（各種車禍、骨瘤等），有些骨骼（如骨盆）本身的形狀和解剖結(jié)構(gòu)的復雜，為更好地理解骨骼在各種外力作用下的受力情況及損傷機制，并為骨骼損傷的研究提供一種準確、可靠的模型及分析工具都需要對骨骼進行體網(wǎng)格生成。而現(xiàn)階段對于骨骼的體網(wǎng)格生成還處于較粗糙的階段，單憑醫(yī)生通過二維斷層圖像的想象，難以滿足要求。又由于人體骨骼是天然的異質(zhì)材料，由皮質(zhì)骨和小梁骨2

2、部分構(gòu)成，皮質(zhì)骨致密，小梁骨疏松，而且具有較明顯的界限。以往的骨骼模型及生物力學分析中，一般忽略這種差別。但是在醫(yī)學中又常見皮質(zhì)骨完整，小梁骨中斷等情形，所以對骨骼中共面異質(zhì)體的網(wǎng)格生成具有很大意義。
　　 本文針對兩相骨骼的體網(wǎng)格生成問題，提出一種直接從任意數(shù)據(jù)量的體數(shù)據(jù)生成單層等值面進而對共面異質(zhì)體進行自適應四面體生成的方法，且在劃分小四面體時得到的為最小二面角最大的最優(yōu)化劃分。
　　 本文通過不用再次初始化的水平集

3、方法得到人體兩相骨骼的分界閾值—330HU。基于此用CUDA加速的Ray-Casting體繪制方法繪制出了兩相骨骼的圖像。然后，在預定義的背景柵格中通過MT(Marching Tetrahedron)方法生成單層等值面，基于等值面對所有的立方體進行最小二面角最大的最優(yōu)化四面體劃分。最后，改進了質(zhì)點-彈簧優(yōu)化方法，并用此對得到的非邊界四面體單元進行優(yōu)化。實驗結(jié)果表明，該方法可將兩相物質(zhì)的交界處通過共面四面體劃分開來，并生成更多高質(zhì)量的四面