论文部分内容阅读
组织工程学是一门多学科交叉的生命科学，它为组织、器官的修复提供了崭新的途径。器官支架的设计和制作是组织工程中重要的研究领域，它涉及到医学图像三维重构、设计与制造等技术。本文根据骨骼外科的特点，研究并提出了面向快速制造技术的三维重构及可视化方案。
医学图像三维重构的研究内容包括医学图像的预处理；组织或器官图像的分割与提取；构造复杂表面三维几何模型；模型的表面网格简化；缺损的骨骼曲面修补等。本文对DICOM标准下医学图像三维重建的关键技术进行了研究，并开发了一个提供快速成型接口的骨骼三维重建系统。
DICOM是医学图像的重要标准，为世界范围内医学图像的格式及传输提供了统一规范。本文从面向对象的角度阐述了DICOM各个组成构件，分析了DICOM实例文件的存储格式，并给出了DICOM实例文件的显示方法。
对图像中骨骼与背景的分割是准确重构模型的前提。本文根据骨骼灰度远大于软组织的特点，在操作中交互地给定分割阈值的上下界，进而对二维图像组分割二值化。
MC(MT)算法是基于规则体数据场来抽取等值面的经典算法。本文分别介绍了这两种算法构造模型的原理，并使用MT算法重构了目标物体的几何模型。
由MC(MT)算法构造的表面几何模型包含数量巨大的三角面片，导致了计算机绘制显示模型的时间过长。本文针对网格简化算法需要的显式和完整拓扑关系，筛选出有效的数据结构，结合MC(MT)算法计算过程的特点，设计了我们称之为六体素法的这种新算法。这种算法能在MC(MT)算法抽取等值面的同时就完成了简化算法所需的数据结构，这样做不仅减少了数据存储冗余，而且使得模型的数据结构可以直接为简化算法所用，进而缩短了处理时间。本文简单介绍了Garland等人提出的边收缩简化算法，并以此为基础设计了简化算法和实现了模型的网格简化。
本文最后介绍了自主开发的三维骨骼重建系统中模块的划分及软件的使用方法。此系统面向快速成型技术设计，用以完成修补骨骼曲面和支架的制作。