基于改进MC算法的DICOM格式CT图像三维重建

保证MC算法所抽取等值面的拓扑正确并作有效实现是医学三维应用的关键技术。本文对MC算法的内部拓扑歧义判定方法作了改进,使其更为简单直观,并以此为基础开发了CT序列图像三维重建系统。系统读入D ICOM格式的CT图像数据,封装成由立方体单元组成的规则体数据,用改进的MC算法抽取等值面,得到三角网格模型,为后续基于三角网格的医用修复体设计研究打好了基础。     

基于Marching Cubes与Ray Casting的医学图像三维重建

本文研究了医学图像三维面绘制和体绘制的典型算法 Marching Cube 和 Ray Casting 的原理和三维可视化工具包VTK的实现机制,在VC 6.0平台下,利用VTK分别实现了基于上述算法的DICOM格式的CT序列图像三维重建,并给出了关键算法和3D可视化结果.     

基于CT图像的个性化人骨三维建模方法

叙述了医学CT图像三维重建的过程与技巧,在此基础上指出了对个性化仿生骨制造的重要意义,并以成人切牙为例,重建了三维图像逼真、表面光滑,继承原骨形状与尺寸的三维模型,展示了医学CT图像三维重建的关键步骤,为个性化仿生骨的制造打下了一定基础.     

基子CT图像快速成型数据的构建方法

本文针对医学CT图像数据,提出了由CT图像构建快速成型数据的建模方法,确定了CT图像处理方案,即通过对断层图像的预处理、滤波处理、数据提取,生成断层图像轮廓,继而通过对轮廓优化和轮廓冗余数据去除,得到用于三维重建的二维轮廓数据,并在此基础上构造出可直接用于快速原型制造的三维STL数字模型.本文所提出的方法能够大大提高快速医学模型的构建速度.     

用IDL实现基于CT图像的三维表面重建

利用计算机断层(CT)图像进行人体组织三维重建,在医学、人体科学等领域拥有非常广阔的应用前景.IDL是近年来被广泛应用于医学图像处理的交互式数据语言.本文结合一组CT图像,介绍了一种用IDL语言实现CT图像形态学边缘检测、轮廓提取和三维表面重建的方法.并采用IDL中事件驱动的程序结构,设计了三维可视化程序.     

基子CT图像快速成型数据的构建方法

本文针对医学CT图像数据，提出了由CT图像构建快速成型数据的建模方法，确定了CT图像处理方案，即通过对断层图像的预处理、滤波处理、数据提取，生成断层图像轮廓，继而通过对轮廓优化和轮廓冗余数据去除，得到用于三维重建的二维轮廓数据，并在此基础上构造出可直接用于快速原型制造的三维STL数字模型。本文所提出的方法能够大大提高快速医学模型的构建速度。     

基于CT数据快速成型的脊柱模型制作研究

通过医学CT图像获得原始数据,然后运用医学图形处理软件Mimics对医学图片进行处理,从而将二维的CT医学图片转化成为三维图形,生成快速成型机可以识别的STL文件,最后用FDM 360MC快速成型机来完成病患组织模型.     

一种脊柱图像快速重建与配准方法

为提高传统脊柱图像三维重建与配准速度和精度，提出一种基于传统立方体(MC)算法和迭代最近点(ICP)算法的快速重建与配准方法。首先利用双边滤波对CT图像进行预处理，基于区域生长的思想改进MC算法，完成三维重建并获取脊柱三维模型和点云模型。然后采用ISS算法提取脊柱点云关键点，求取关键点的快速点特征直方图(FPFH)，基于采样一致性(SAC-IA)方法完成初始配准，从而改善2片点云的初始位姿。最后通过K-D树加速寻找最近邻点对，并引入基于欧式距离的权重系数改进ICP算法，实现精配准。试验结果表明：重建速度较传统方法提高20%，配准速度较传统统方法从177.8s提高到41.2s，且配准结果平均误差为2.81*10^-1。     

基于CT图像的人体组织边界提取及三维描述

利用活体信息数据,建立有限元模型,进行生物力学响应分析,是人体损伤分析和人体组织分析的一种重要手段.本文利用IDL语言直接读取符合DICOM格式的医学CT图像数据并进行处理,提取出感兴趣区域的边界信息,自动生成DXF格式文件.通过对多幅CT切片实验,取得较好的效果,为医学CT图像的三维重建和有限元模型的建立提供了一种有效的解决方法.     

基于点云三维重建技术的甲状腺超声穿刺三维导航研究

设计了一种基于超声自动扫描机器人的甲状腺点云三维重建系统,并与甲状腺超声截面穿刺机器人系统相融合,实现并验证了一套甲状腺超声穿刺三维导航的软硬件方案.通过甲状腺自动超声扫查机器人获得了１组带有准确空间位姿信息的甲状腺超声图像,并且通过传统图像算法和深度学习方法分割出甲状腺组织的区域.此后通过点云重建和空间重建方案获得了甲状腺模型,并将超声模型与CT扫查模型及机械臂模型进行空间配准和数据融合,依此在软件界面为医生提供了穿刺手术的多视角三维空间信息,在减轻手术医师负担的同时提升了穿刺手术的精准度和成功率.通过实验分析了扫描控制算法和三维重建算法的可行性和稳定性,并验证了该三维导航系统的导航空间精度和响应速度.     

CT数据三维重建及可视化技术的研究

根据CT图像特点,运用计算机图形、图像和三维可视化技术,开发了一套基于医用X-CT的三维重建原型系统,实现对二维有序CT的浏览、图像分割及重建图像显示等操作.介绍了系统的结构和各种算法的实现.试验结果表明,该系统满足临床辅助诊断和手术计划制定的要求.     

一种基于CT图像反求技术的实体几何造型方法

基于 CT图像的反求是反求工程中的重要内容 ,由 CT图像反求重建出的表面模型只包含了表面几何信息 ,而实体几何模型具有完备的几何和拓扑信息。针对 CAD造型系统中实体模型的特点 ,本文提出一种基于 CT图像反求技术的实体几何造型方法。应用 CT图像反求技术重建出物体的三维表面模型 ,在重建出的拟合曲面三角片序列的基础上 ,采用半边结构来表达重建的表面模型 ,并将该过程作为本研究所开发的特征造型原型系统 3D-Modeler2 .0中的一种造型方法     

Three-dimensional human body model reconstruction and manufacturing from CT medical image data using a heterogeneous implicit solid based approach

This paper presents a simple and effective method for reconstructing 3D bio-CAD models from a sequence of computer tomography (CT) medical image data. In this work, a heterogeneous implicit solid representation method is proposed to describe a heterogeneous model of the human body. The use of implicit solid as a basis for 3D bio-CAD models facilitates the robustness and simplification of the process for converting CT images to a 3D bio-CAD model. An almost perfect 3D bio-CAD model is achieved from implicit solid interpolation combined with domain decomposition. The implicit solid is defined by a radial basis function which is a continuous scalar-value function over the domain R ³. The generated solid consists of the set of all points at which this scalar function value is the Houndsfield unit (HU) value obtained from the CT image. CT images of human bone were used as the case studies for the reconstruction of the 3D solid model from CT scan data. Experimental results show that the proposed method has the potential to represent internal human body details accurately and efficiently suitable for rapid prototyping, finite element analysis, and tissue engineering.     

基于轮廓线法的三维重建技术研究

提出基于轮廓线法的改进算法,使其更加适用人体组织的三维重建。先根据医学图像的特点将轮廓数据进行分类,然后分别在各类中进行对应处理和分支处理确定轮廓间的拓扑关系,最后以最小对角线为优化目标进行三角面片的拼接,进而得到三维模型。由于较好地确定了拓扑关系,使得组织器官的三维模型表达更精确,建模效率更高。     

激光等离子体三维重建迭代方法研究

利用CT技术,采用乘代数重建法(MART)和加代数重建法(ART),编制出三维图像重建程序CT3D,通过对“星光Ⅱ”装置的激光等离子体进行X光针孔成像的五个方位,对三维重建问题进行数值模拟,计算结果表明MART比ART的重建精度高,能满足诊断误差δI/I小于10%的要求。     

基于椭球包围盒的锥束CT三维加权重建算法

提高锥束CT大锥角圆轨道扫描下的重建图像质量一直是CT成像技术的重要研究方向。分析了圆轨道扫描下Radon空间的Z向数据缺失特点和FDK算法的灰度下降规律,提出了一种基于椭球包围盒的锥束CT三维加权重建算法。该算法无需重排,只需利用投影数据获取重建物体的最小包围盒,并根据其内接椭球的大小和空间位置自动生成三维加权函数,在反投影阶段加入该加权函数即可实现。该算法不会引入其他伪影,计算量增加很小,并且在中心层与FDK算法等价。仿真扫描实验表明,该算法显著提高了FDK算法的准确性,减小了锥角伪影。     

CT图像表面重建技术中的边缘轮廓提取方法

论述了 CT图像表面重建技术中的边缘轮廓提取方法。采用该方法 ,得到了 CT图像的截面数据 ,进而利用CAD软件实现了 CT图像表面的三维重建。最后给出了儿童股骨三维表面重建的实例     

重排的半覆盖螺旋锥束CT的反投影滤波重建

由于传统的螺旋锥束CT系统采用的扫描方法使视场范围受到限制,本文深入分析了螺旋锥束CT的半覆盖扫描方式,提出了螺旋锥束半覆盖扫描的重建算法。该扫描方式只要求射线束覆盖物体横截面的一半以上,探测器的宽度和投影数据量大约是传统螺旋锥束CT的一半,从而节约了探测器的成本。结合扇形束投影的特点和二维反投影滤波(BPF)来实现这种横向截断投影的重建,研究了重排的加权BPF重建方法。该方法首先根据重建的层将半覆盖的螺旋锥束CT投影数据重排为半覆盖的扇形束CT投影,然后用加权的扇形束BPF算法进行重建。同传统视场区域横截面全覆盖的FDK算法相比,该方法即使在大螺距的情况下其重建结果也更接近于真实值,而且均方误差减少了一半,重建时间节约了3/5。