基于CT图像的三维几何建模相关技术研究

发布时间：2020-04-12 06:03

【摘要】：随着现代科学技术的进步与发展,学科的交叉已经成为了发展的趋势。在医学领域,医学影像数据通常是二维切片序列图,而随着计算机技术的引进,医学影像的三维几何建模成为了重要的发展方向,它的应用让模拟手术、个性化医疗器械设计制造等变成了可能,在诸多领域有着越来越广阔的应用。本文研究了三维几何建模的基础技术与应用,以颅骨CT影像为数据,用移动立方体法实现了头骨的三维重建。针对移动立方体法在CT数据量大时效率低下的问题,本文提出利用区域生长来排除空体元以及避免重复插值的方法来加速重建过程,成功地在原算法的基础上提速了 40%-60%。在重建的基础上,针对计算机图形学领域、实际工程应用都要求模型具备流形的情况,首先改进了非流形数据结构AHF,用链表实现了支持动态增删的非流形数据结构LHF;接着在此基础上提出了一种在边的中间插入顶点来修复非流形的方法,该方法在少量增加模型复杂度的前提下,正确修复了非流形,同时保持了模型的边连接性。最后,本文研究了三维模型的剖面轮廓线提取技术。根据平面求交的特点,在R树基础上,提出用球形包围盒来索引三维模型。实验表明,本文的索引方法,在平面求交上比R*树更为高效,对于百万量级面片的三维模型,成功在80ms内提取了剖面轮廓线,达到了实时提取任意剖面轮廓线的效果。本文初步研究了若干商业级医学影像三维几何建模的相关问题,在三维重建上,加速了移动立方体法,让体素修改得到更快的响应;在非流形修复上,实现了支持动态修改的非流形数据结构,并提出一种能够保持边连接性的非流形修复方法,为模型的3D打印等应用打下了基础;在三维模型的剖面轮廓提取技术上,改进了索引方法,使得医务人员可以实时地获取模型轮廓,进行精确定位等操作。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP391.41

【参考文献】

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本文编号：2624371