面向快速成形的断层数据反求stl技术研究

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1、华中科技大学硕士学位论史；=一===；===========#===========================_=======∞============；===#===========；======摘要}隧着快速成形制造(RapidPrototyping，RP)技术酌不断发餍和完善，其应用范潜强逐渐拓宽，产生了将RP技术与反求工程结合的需要。在工渡设计颁域，将反求．I“程与快速成形技术结合起来，可以便设计人员更加自由的设计产品造型，并且快速、低成本的获得具有一定功辘和性麓的产品藤黧。在医疗领域

2、，通过断层数据反求入体器宫鹃三维模篷，荐巅角快速成形技术将三维模囊变成真实的器官模型，不彼对诊断医学、手术援矧、模拟仿粪、放射治疗规翻、以及解翻教学等起到重要作用，结合组织j．摆与誊手斟辩学，还可以嘉《造窭兵裔生物活性的人工器官。STL文锌是RP系统哮l应翅最广泛静数据交换接弱，断层测量刚楚反求工程淼型数字化技术中覆毒发疑懿途的技本之～，舞羝层数据爱求STL文{串豹研究将为RP技术与反求工程集成灯遵数据逶遵，具鸯重蘩的学术意义稻应蔫价值。∥本文主要对医学CT数层燃象数摆反求STL搂銎熬楣关技术迸行了

3、研究。从稻种刁i同的思路出发，分别磺突7基于凝屡轮臻线豹羹建方法狱及聱l蔫MC算法重建STL模型，利用VisualC++6。0开发了～个由叛层扫描嬲象反求S毪模型豹软件系统。在基于断层轮廓线藿憨STL的过程中，善先剥用书傻滤波等经典数字强象处毽技术对图象进行预处理，然威剽用灰度分割期轮廓跟踪按本褥到曩捧物体翡轮寐线。对处于同一断层的多条轮廓线，作者提出了明嵌套樾结构袁承轮豢线阕数相甄包含关系的方法，并以此为基础，农提邻层闽轮廊线拓扑关系重梅时，提出了～转綦予轮癣线形状、位霹和颇积特征的屡次性的搜索算

4、法。在分叉缝构爨建中，提出了一秘籀擎可靠的二分叉构建方法。阐述了单轮廓连接的几种常用算法，根握霉要选用共实现了鼹步连接法。最爝应用Delaunay三角划分方法进行端蔼轮酶的封闭，幸每造符合STL惦准的三维模型。MarchingCubes(MC)算法是基于规则体数据抽取等使丽的经典算法，本文介缓-fMC算法的体素模型与等值颟构造原理，分析了MC方法存在的连接二义性问题并讨论了解决方法，实现了这种算法对分割提取的区域抽取等值丽构建STL模型．对两种4；同的熏建方法进行了比较。关键词：菠求遗_快速菇露，断

5、层囊虫葫sT￡，三缀鎏建，移窃主方体法华申科技大学硕士学位论文AbstractWithcontinuousdevelopmentofRPtechnology,itsapplicationareaiswidelyenlarged．TherequirementofintegratingRPwithReverseEngineeringappears．Inthedomainofindustrydesign，designerscarldesignproductshapemorefreely,withthehe

6、lpofthisintegration．andgetprototypes、mmcorrectperformanceandfunctioninlowcostsandhighefficiency．tnthedomainofmedicaltreatment，thecomputerizedmodelofhumanorganCanbegoRenbyreverseengineering，whichisfollowedbyR．Rtechnologytomakethemodelreal．Thisbndofappli

7、cationhasgreatuseindiagnostic．surgeryplanningandsimulating，radiotherapyplanning，andteachinginanatomy．Furthermore，anartificialbioactiveorganCanbeobtainedincombinationwithtissueengineeringandmaterialscience。STLfileisthemostcommondata-exchangeinterfaceofR

8、Psystem，andtomographyisthemostprospectiveprototypedigitalizationmethodofreverseengineering．ThestudyofreversingSTLmodelfromtomographyimageswillprovidethenecessarydataforapplyingRPintomedicalfield，SOitisveryimportantanduseful．Thispapermai