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医学断层影像三维重构与快速成型制造的研究

作　者: 段彦静
导　师: 孙文磊
学　校: 新疆大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 逆向工程技术快速成型技术医学影像三维重构
分类号: R318
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 147次
引　用: 4次
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内容摘要

近年来,计算机数字化技术的发展极大的促进了包括计算机断层医学影像技术、快速成型技术和逆向工程技术的发展,这就为通过这些技术来重建人体组织器官的三维模型以辅助临床医疗提供了可能。目前国内外基于快速成型技术的医学断层影像三维重建技术的研究和临床应用研究是一个热点,主要临床应用是外科手术规划、设计和制作假体和人体的生物力学分析研究等方面。本文的主要目的是完成从病人医学数据的采集、影像处理直到快速成型三维重建的全过程,对此技术目前的应用程度作出客观评价及改进,为下一步的临床应用研究打下基础。本文介绍了快速成型技术、和逆向工程技术和医学断层影像技术的发展现状,同时介绍了基于医学断层影像的人体三维模型重建在医疗领域的应用范围和实例。本课题采用了直接提取CT数据,利用逆向工程软件处理后经快速成型机制备的技术路线,同时对临床应用的可行性和现阶段的限制进行了探讨和评价,对影像处理过程中引起的误差从理论上作了分析,并通过实践对相关三维模型的精度问题提出了具体的改进方法。本文从研究了医学影像三维重建技术路线中的关键技术如医学影像格式的转换、医学影像处理中的特征提取技术、STL文件的输出、STL文件的RP分层和RP的支撑的设计等,为此项技术的深入研究和应用打下了结实基础。本课题综合了多方面的技术知识,相信会极大的促进本地区逆向工程快速成型技术和医疗技术结合,随着研究的深入,相信会有力的促进本地区相关医疗技术的进步,为社会创造出更大的社会、经济效益。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
第一章绪论  8-15
  1.1 前言  8
  1.2 逆向工程与快速成型技术在医学中应用  8-10
    1.2.1 外科学领域  8-10
    1.2.2 生物力学研究  10
    1.2.3 组织工程学领域  10
  1.3 目前国内外的研究现状  10-12
  1.4 本课题研究的目的和意义  12
  1.5 本论文所做的研究内容及技术路线  12-15
    1.5.1 研究内容  12
    1.5.2 技术路线  12-13
    1.5.3 本论文的结构  13-15
第二章医学断层影像数据的获取  15-23
  2.1 影像设备的选择  15
  2.2 CT、MRI 基本原理  15-18
  2.3 DICOM 医学影像标准  18-23
第三章基于逆向工程的影像处理关键技术的研究  23-40
  3.1 逆向工程简介  23-24
  3.2 影像处理框图  24-25
  3.3 DICOM 影像格式的转换  25-28
  3.4 影像特征边缘的提取与处理  28-33
    3.4.1 图像的预处理  29-31
    3.4.2 区域的分割和边缘的提取与处理  31-32
    3.4.3 区域生长处理  32-33
  3.5 STL 文件的生成  33-38
  3.6 小结  38-40
第四章基于快速成型技术的医学模型制作的研究  40-52
  4.1 快速成型简介  40-42
  4.2 快速成型的工艺和材料选择  42-44
  4.3 STL 文件模型的分层  44-46
  4.4 支撑结构设计研究  46-50
  4.5 小结  50-52
第五章医学断层影像三维重构的实现与快速成型制造  52-67
  5.1 引言  52
  5.2 CT 数据的获取  52-53
  5.3 影像的处理  53-57
    5.3.1 CT 数据的输入和转换  53-54
    5.3.2 边缘的提取、处理  54-56
    5.3.3 三维重构与STL 文件输出  56-57
  5.4 快速成型数据准备  57-63
    5.4.1 输入和基本设置  58-60
    5.4.2 分层和轮廓处理  60-62
    5.4.3 支撑结构的设计  62-63
  5.5 快速成型制作  63-66
  5.6 小结  66-67
第六章讨论  67-69
第七章结论及展望  69-70
  6.1 结论  69
  6.2 展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
附录  75-76
学位论文独创性声明  76
学位论文知识产权权属声明  76

医学断层影像三维重构与快速成型制造的研究

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