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面向RP的CT图像处理技术研究
资料介绍
文档为面向RP的CT图像处理技术研究总结文档,是一份不错的参考资料,感兴趣的可以下载看看,,,,,,,,,,,,,
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面向RP的CT图像处理技术研究.pdf | 346K |
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(完整内容请下载后查看)面向 RP 的 CT 图像处理技术研究∗
姜睿智 1,史廷春 1,2,邱建辉 1,索海瑞 1
1 杭州电子科技大学生物医学工程与仪器研究所,杭州(310018)
2 河北理工大学机械工程学院模具系,河北唐山(063009)
E-mail:
摘
要:图像反求建模是实现快速成形的关键技术之一,根据CT 图像的二维信息,通过图
像分割,二值化处理,提取所需边缘轮廓,重构出三维CAD 模型,转换成快速成形的标准
数据格式,制造出实物三维模型,在生物医学领域有着广泛的应用前景。本文在国内该领域
研究现状基础上,讨论了CT 图像反求建模的流程及在快速成形中的应用。
关键词:快速成型,图像反求,重建
1 前言
快速成形(rapid prototyping,RP)是一种基于离散堆积成形原理[1],综合了计算机辅助
设计、数控、激光和新材料等多门技术的新兴数字化成形技术。自从20世纪80年代快速成形
技术出现以来,其应用从工业界的原型制造、模具制造、零件制造,不断向艺术、教育和医
学等其它领域拓展,快速成形技术的数据建模方法也从最初的 CAD 系统建模开始陆续出现
了点云数据重构、CT 图像重构等建模技术。基于 CT 图像的快速成形建模方法的目的是利
用 CT 图像数据,重构可直接用于快速成形制造的层片数据文件 STL[2]。
第四军医大学采集小型猪股骨 CT 图像,自行开发软件求出断面边缘轮廓矢量化数据线
图,利用 Image ware 公司 Surfacer 9.0图像处理软件得到股骨髁的三维三角形面片(triangular
facets)线框模型及实体模型[3]。
上海交通大学使用 CT 机对一名健康志愿者右股骨进行活体扫描,将 CT 数据转换为标
准 DICOM 文件格式,采用图形识别软件以灰度识别方式提取股骨外形轮廓曲线,将外形轮
廓曲线输入 Powershape 中,借助其强大的曲面造型功能,完成三维模型的重建。然后再以
STL 的格输出文件到快速原型制造机,完成人工骨的制作[3]。
武汉大学人民医院口腔科吕晓春等应用 CT 实施层厚 2mm,层距 1mm 的薄层连续扫描,
将 CT 二维图像经 VX3000 扫描仪扫描并输入计算机,通过配准等技术进行三维图像重建得
到下颌骨及牙齿三维图像,既能精确显示其三维空间结构和形态,亦能沿 X﹑Y﹑Z 轴完成
连续旋转变换[3]。
清华大学用 CT 扫描获得健康耳朵数据,使用 Materialise 的 Mimics6.3 对二维 CT 图像
进行反求得到三维模型并得到用于快速成形制造的 STL 格式文件,通过动物实验实现逼真
的人工耳朵[4]。
RP 技术具有很好的前景和应用价值,世界上主要先进工业国家的政府部门、企业、高
等院校和研究机构纷纷投人巨资对 RP 技术进行开发和研究。美国、欧洲和日本都站在 21
世纪世界制造业全球竞争的战略高度来对待这一技术,而 RP 技术中最关键的模型建立也就
成为近期国内外研究热点。
综合以上反求重建实例,可以看出用于 RP 的图像反求一般需要以下几个步骤:
(1) 数据获取(CT 二维图像资料)。
∗本课题得到国家自然科学基金(60602049),浙江省“重中之重”学科建设经费,及杭州电子科技大学科
研启动基金(KYS041506008)的资助。
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