基于CT圖像的三維幾何建模相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的進步與發(fā)展，學科的交叉已經(jīng)成為了發(fā)展的趨勢。在醫(yī)學領(lǐng)域，醫(yī)學影像數(shù)據(jù)通常是二維切片序列圖，而隨著計算機技術(shù)的引進，醫(yī)學影像的三維幾何建模成為了重要的發(fā)展方向，它的應(yīng)用讓模擬手術(shù)、個性化醫(yī)療器械設(shè)計制造等變成了可能，在諸多領(lǐng)域有著越來越廣闊的應(yīng)用。
　　本文研究了三維幾何建模的基礎(chǔ)技術(shù)與應(yīng)用，以顱骨CT影像為數(shù)據(jù)，用移動立方體法實現(xiàn)了頭骨的三維重建。針對移動立方體法在CT數(shù)據(jù)量大時效率低下的問題，提出利用區(qū)域生長來

2、排除空體元以及避免重復(fù)插值的方法來加速重建過程，成功地在原算法的基礎(chǔ)上提速了40％-60％。在重建的基礎(chǔ)上，針對計算機圖形學領(lǐng)域、實際工程應(yīng)用都要求模型具備流形的情況，首先改進了非流形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AHF，用鏈表實現(xiàn)了支持動態(tài)增刪的非流形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)LHF;接著在此基礎(chǔ)上提出了一種在邊的中間插入頂點來修復(fù)非流形的方法，該方法在少量增加模型復(fù)雜度的前提下，正確修復(fù)了非流形，同時保持了模型的邊連接性。研究了三維模型的剖面輪廓線提取技術(shù)。根據(jù)平面求交的

3、特點，在R樹基礎(chǔ)上，提出用球形包圍盒來索引三維模型。實驗表明，本文的索引方法，在平面求交上比R*樹更為高效，對于百萬量級面片的三維模型，成功在80ms內(nèi)提取了剖面輪廓線，達到了實時提取任意剖面輪廓線的效果。研究了若干商業(yè)級醫(yī)學影像三維幾何建模的相關(guān)問題，在三維重建上，加速了移動立方體法，讓體素修改得到更快的響應(yīng);在非流形修復(fù)上，實現(xiàn)了支持動態(tài)修改的非流形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并提出一種能夠保持邊連接性的非流形修復(fù)方法，為模型的3D打印等應(yīng)用打下了基