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3D打印技术可快速制作组织器官模型用于辅助诊断、术前模拟或手术植入物,然而基于医学影像数据进行分割重建获得的STL模型与真实的三维组织结构会有误差,从而影响打印模型的精准度,导致辅助诊断和手术模拟的误导。体绘制技术无需对原始医学图像数据进行等值面抽取或提取轮廓信息,直接对原始数据进行三维渲染得到三维显示图像,在处理过程中保留了原始二维断层图像的细节信息,使重建图像具有较高保真度。在对影像数据进行分割重建生成STL模型过程中,以体绘制渲染模型为对照标准,可指导分割提高组织器官三维重建和打印的精准度。本文研究了三维重建算法中的面绘制和体绘制算法,构建了基于VTK的超声图像三维重建系统。该系统完成了对DICOM格式二维医学超声图像的斑点噪声的去噪和三维重建,实现对重建三维图像的旋转、缩放、切片等交互操作,生成STL模型实体,验证体绘制重建三维图像对提高STL模型实体精度的指导价值。本文首先对超声图像斑点噪声抑制算法和三维重建算法的发展和研究现状进行简要综述,结合体绘制技术特点,分析了体绘制技术在指导分割提高模型三维重建和打印精度的可行性,确定了一套超声图像三维重建系统设计方案。在分析超声图像斑点噪声产生原因和统计学特征基础上,得出超声图像斑点噪声统计模型,并基于模型对非局部均值滤波算法权值计算公式进行改进。基于改进权值非局部均值滤波算法对医学超声图像进行滤波处理,抑制超声图像斑点噪声,改善图像质量,提高三维重建质量。研究三维重建算法中的面绘制和体绘制算法,完成移动立方体算法和光线投射算法的研究与仿真实验。对比分析了体绘制算法重建获得的三维模型与面绘制算法重建获得的三维模型、STL模型和3D打印实体模型间的差异。结果显示,面绘制重建的模型由于受图像分割算法或主观因素影响,重建过程中丢失的细节信息较多,而体绘制获得的三维模型保留了更多细节信息,对面绘制过程和实体模型3D打印具有重要的指导意义。结合VTK可视化工具包和Visual Studio 2013开发软件,在MFC框架上完成超声图像三维重建系统的构建。该系统实现了对DICOM格式二维医学超声图像的读取与预处理,基于移动立方体算法与光线投射算法的三维重建以及STL模型生成,并可以对重建后的三维图像进行旋转、缩放以及切片等交互操作。研究显示,体绘制获得的三维模型可保留更多细节信息,适合用于辅助诊断,并可作为参照标准指导临床STL模型重建与组织器官三维模型的打印。