頭部CT圖像的分割及三維重建技術(shù)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(yàn)。利用醫(yī)學(xué)三維重建技術(shù)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(wù)人員對病變體或感興趣的區(qū)域進(jìn)行定性定量分析，三維重建技術(shù)在診斷醫(yī)學(xué)、手術(shù)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(xué)等方面都有重要應(yīng)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(xué)圖像三維表面重建涉及數(shù)學(xué)圖像處

2、理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)知識，交叉性很強(qiáng)。其主要研究內(nèi)容包括醫(yī)學(xué)圖像的預(yù)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(xué)圖像三維重建的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，實(shí)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(jì)算出了腦白質(zhì)和灰質(zhì)的體積，實(shí)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(diǎn)，采用如下方

3、法：直方圖閾值法對圖像進(jìn)行二值化處理、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的開閉運(yùn)算進(jìn)行區(qū)域修補(bǔ)、區(qū)域生長法進(jìn)行區(qū)域分裂合并、活動輪廓模型進(jìn)行腦組織分割，上述為三維重建的準(zhǔn)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(shù)。
　　3．?dāng)鄬虞喞€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(yīng)實(shí)體的空間，最早的方法是基于多邊形技術(shù)，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(diǎn)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(jì)算復(fù)雜度高的問題。
　　4．實(shí)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)