医学图像三维重建技术综述

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1、万方数据第8卷(A版)特刊2003年特刊中国图象图形学报JournalofImageandGraphicsV01．8(A)，spec．spec．2003医学图象三维重建技术综述洪锋”梅炯”李明禄(上海交通大学计算机科学与工程系，上海200030)”(同济大学附属同济医院，上海200041)摘要医学图象三维重建技术是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．本文介绍医学图象三维重建技术在医疗中的应用，三维重建技术的分类，并分析了面绘制的MC、MT算法和网格简化技术；体绘制的射线投射法、足迹(模板)法、剪切曲变法及体绘制加速技术，频域体绘制法和基于小渡的体

2、绘制技术等典型算法，进一步展望了三维重建技术研究的发展前景美键词图象处理图形学三维重建体绘制医学图象小渡变换中田法分类号：TP391．41文献标识码：A文章编号：1006—8961(2003)spec一0784—08StudyontheTechniquesfor3DR-constructionofMedicalImagesHONGFeng”，MEIJiong”，LIMinglul’(DepartmentofComput盯Science＆Engineering，ShanghaiJiaoTongUni珊rsity．Shahghai2000301。(TongjlH∞口

3、1“一To．4cjiU)fivers,)y，Shah曲ai200041)Abstract3Dreconstructionofmedicalimagesisanimportantapplicationofcomputergraphicsandimageprocessinginbiomedicineengineering．Thisarticleillustratesthedefinitionandthesurgeryapplicationsof3Dreconstructionofmedicalimages．Andmosttypicalalgorithmsaresum

4、marized，includingMatchingCube，MatchingTetrahedralandmeshsimplificationalgorithmsofsurfacerendering，ray—casting，foot—printing，shear—warpingalgorithmsofvolumerenderingandacceleratingtechniquesofvolumerendering．Frequency—basedvolumerenderingandwavelet—basedvolumerenderingarealsodiscusse

5、d．Onthebasisofanalyzingallthealgorithms，thefutureresearchesareprospected．KeywordsImageprocessing，Graphics，3Dreconstruction，Volumerendering，Medicalimages．Wavelettransform0引言进入20世纪70年代以来，随着计算机断层扫描(CT：ComputedTomography)，核磁共振成像(MRI：MagneticResonanceImaging)，超声(US：UltraSonography)等医学成像技术

6、的产生和发展，人们可以得到人体及其内部器官的二维数字断层图象序列．这些医学成像的临床应用，使得医学诊断和治疗技术取得了很大的发展．但是，二维断层图象只是表达某一截面的解剖信息，仅由二维断层图象，很难建立起三维空间的立体结构，在放射治疗应用中，仅由二维断层图象上某些解剖部位进行简单的坐标叠加，不能给出准确的三维影像，造成病变(靶区)定位的失真与畸变[1]．为了提高医疗诊断和治疗规划的准确性与科学性，将二维断层图象序列转变为具有直观立体效果的图象，展现人体器官的三维结构与形态，从而提供若干用传统手段无法获得的解剖结构信息，并进一步为模拟操作提供视觉交互手段．医学图象

7、三维重建与可视化技术就是在这一背景下提出的，这一技术一经提出，就得到大量研究与广泛应用．此外，医学数字影像与传输标准(DIcoM)的推出，以及近年来计算机技术和网络技术的迅速发展，都为三维医学图象的可视化技术的实现和应用创造了条件．医学图象三维重建是目前的一个研究热点问基金璜目：863计划资助项目(2001AAll4150)；曙光计划资助项目(02SGl5)收稿日期：200306—0】；改回日期：20030720万方数据特刊洪锋等：医学图象三维重建技术综述题，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

8、机图形学以及医学领域的相