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基于医用CT图像的三维重建精度及方法研究

作　者: 王斐
导　师: 王广春
学　校: 山东大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 医学CT 三维重建精度 MATLAB 图像处理系统
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着20世纪70年代计算机断层扫描(CT)和核磁共振(MRI)等技术的出现和发展,计算机断层扫描(CT)及核磁共振(MRI)已广泛应用于疾病的诊断,然而,这些医疗仪器绝大部分只能提供人体内部的二维断层图象,医生只能凭借经验由多幅二维图象去估计病灶的大小和形状,想象病灶与周围组织的三维几何关系,给诊断与治疗带来了困难。医学图象三维重建是目前的一个研究热点问题,是一个多学科交叉的研究领域,是计算机图形学和图象处理在生物医学工程中的重要应用。它涉及数字图象处理、计算机图形学以及医学领域的相关知识。医学图象三维重建及可视化在诊断医学、手术规划及模拟仿真、整形及假肢外科、放射治疗规划、解剖教学等方面都有重要应用。因此,对医学图象三维重建的研究,具有重要的学术意义和应用价值。目前我国在医学三维重建方面已有较多研究积累。然而,有关三维重建精度及方法方面仍有待提高。本文就医学CT图像三维重建精度以及改进方法进行了初步探讨。以螺旋CT数据为基础,在医学图像处理软件Mimics和STL数据处理软件Magics的支持下,研究不同重建阈值对重建精度的影响,在此基础上,以下颌骨CT图像为例,通过轮廓扫描对比了不同阈值时重建模型的精度,在MATLAB图形处理工具箱的支持下,通过综合考察各种图像处理技术的优缺点,总结建立了一种新的基于医学CT二维图像处理模式；并使用该图像处理模式,处理前述同一下颌骨CT图像；对该模型进行精度分析,并与之前重建方法所得模型精度进行对比；采用MATLAB GUI用户界面开发工具,基于上述图像处理模式开发CT图像处理用户界面,并给出利用该用户界面进行图像处理的应用实例。通过对比实测轮廓与对应模型轮廓的相似度,分别讨论了Mimics、MATLAB三维重建模型的精度,根据精度分析推荐出合理的阈值选取范围,也为三维重建模式的选择提供参考。本文是在现有的三维重建方法基础上进行的改进研究,涉及到一些医学知识及计算机图形学基础知识。本文在重建模型精度标准、图像处理系统界面友好性及完整性方面未进行深入探讨,只提出一些关键问题,希望能为后续的研究工作提供参考。

基于医用CT图像的三维重建精度及方法研究

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