基于CT数据及快速成型技术的牙列三维重建研究.pdf

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1、第24卷第1期2011年1月机电产品开崖与刨新Development＆InnovationolMa‘llIJIt-ry＆Ele(。trlt-HJProductsV01．24．No．1Jan．．2011文章编号：1002—6673(201I)01--097-02基于CT数据及快速成型技术的牙列三维重建研究腰山岭，宋小欣，隆强(西南交通大学机械T程学院，冈川成都610031)摘要：通过CT扫描，获得牙列图像的原始数据。再通过医用处理软件Mimics对所得的数据进行处理与转换，对牙列进行三维重建。然后再在Geomagic软件对模

2、型进行修补。光顺等处理，使之尽量与病人的组织完全贴合，并转化为快速成型机能够识别的STL文件格式。最后在快速成型机上做出病人的组织模型。关键词：CT；快速成型技术；图像处理；牙列模型中图分类号：TP392文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2011．01．0383DReconstructionofTeeth’SBonesBasedonCTandRapidPrototypingYA0Slum—Ling，SONGXiao-Xin，LONGpi咄(CollegeofMechanicalEngi

3、neering，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：In她paper，u斑塔theMedicalCTimageofateeth’sbones勰theoriginaldata，wegetthethree--dimemionalmodelofteeth’sbonesbythemedicalgraphicsprocessingsoftwareMimics．AndthengeneratetheSTLfilewhichcanbeidentif

4、iedbytherapidprototypingmachine．FinallyweusetherapidprototypingmachinetOcompletethemodel．Keywords：CT；rapidprototyping；imageprocessing；teeth’sbonesmodel0引言快速成型RP(RapidPrototyping)技术20世纪80年代起源于机械丁程领域．是集新型材料科学、计算机辅助设计、数控技术、激光技术为一体，基于离散、堆积原理逐层累加进行物理模型快速制作的综合技术；其突出特点是分

5、层叠加、善于制造复杂实体且具有较高的精确度．目前已广泛应用医学领域【t叫尤其在于颌面外科、矫形外科中。本文将介绍通过对CT图像的i维处理。重建i维模型，利用快速成型技术加丁出组织模型。以供医学上的研究霭要。1CT图像的获得及三维建模1．1CT图像的获得通过i坐标测鲢机、激光扫描或CT扫描等方法都可以对样本实体进行扫描以获得其i维数据。但是．i坐标测鲢机局限于对质地较硬的实物表面测最。精度在0．1一lmm范嗣内；激光扫描尽管町以达到很高的精度。收疆日期：2010．12—17作者简介：腰山岭(1982一)．男，河南邓州人。硕士

6、研究生。主要研究方向：快速成型技术技术。但对于具有复杂内部结构、薄肇和具有尖锐拐角的实物(如畸形齿阴模、重叠齿、破损齿及齿问缝隙)．由于光线无法到达而得不到完整的形面点云数据141。而i维CT扫描能对具有复杂内部结构的实体获得较好精度的i维数据．并且大多数医疗机构都能方便地对人体牙颌进行i维CT扫描。这样狂不增加其它逆向T程设备(如激光扫描、i坐标测域机等)的前提下．可以对样本实体的牙颌进行CT扫描以获得其i维数据。本文由CT扫描仪器获得的牙颌CTI霉I像如图l所示。1．2医学建模利用CT扫描机扫描出的牙颌为CT的点云数据

7、．扫描过程的技术参数如图2所示。但是由于扫描所得的数围1牙颌CI’图像据缺乏直观性．因而我们将Fig·lThedentalCTimag。运用Mimics软件将扫描所得数据导人软件中进行立体模型生成。其具体的过程步骤如图3所示。2组织模型的修整处理2．1模型的最优构建(数据预处理)在上述建模成像后，发现所得图像质缝较差．并且．制造业信息化·目翱锸图2扫描过程的技术参数图3]M[ilnic$中建模过程Fig．2TechnicalparmnetersofFig．3Moldingprocessbythescanningproces

8、sMimics夹杂着对研究无用的组织较多，这就需要修改和删除。对于本实验。由于扫描的为整个头颅，共276层，对于我们所研究的牙颌来说。含有较多的无用部分，所以我们在建模的时候首先将牙颌CT图像的数据导入三维重建Mimics软件中且仅选取30~140层作为研究对象。CT断层图像主要由人体骨骼部分和软组织部