基于CT图像的个性化人骨三维建模方法.pdf

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1、机械设计与制造第9期262MachineryDesign&Manufacture2010年9月文章编号：1001—3997(2010)09—0262—02基于CT图像的个性化人骨三维建模方法孙涛高东强(陕西科技大学，西安710021)3DReconstructionofMedicaICTImagesinIndividualizedBoneSUNTao，GAODong—qiang(ShaanxiUniversityofScience&Technology，Xi’an710021，China)5【摘要】叙述

2、了医学CT图像三维重建的过程与技巧，在此基础上指出了对个性化仿生骨制造的重l；要意义，并以成人切牙为例，重建了三维图像逼真、表面光滑，继承原骨形状与尺寸的三维模型，展示了医；f学cT图像三维重建的关键步骤，为个性化仿生骨的制造打下了一定基础。fl关键词：CT；三维重建；个性化；仿生骨l；【Abstract】／tdescribestheprocessandskillsofmedicalCTimage3Dreconstruction．Onthisbasis，i；itpointedouttheimpo~ane

3、eofbionicbonemanufacturing．takingadultincisor珊伽example，P；；modeZ0厂ultincisorwithasmoothsurfciceandthesaillMsizetotheprototypeisobtained，whichshowsi6￡3Dreconstructionofthekeysteps，andlayafoundationformanufacturingpersonalizedbionicbone．6jKeywords：CT；3Dreco

4、nstruction；Individualized；Bionicboneir‘】】⋯】】一I】】一⋯】⋯】⋯⋯】⋯】⋯】●⋯】●⋯】0‘1中图分类号：THI6，TP391文献标识码：AinMedicine)格式存储，DICOM是美国电气制造协会制定的医学图1前言像存储与通讯的标准格式。要进行图像的处理，一般把DICOM图计算机断层扫描系统(ComputedTomography，CT)是20世纪人类在放射诊断领域取得的重大突破。cT以奥地利科学家J．像转化为BMP位图文件。CT图像数据采集过程，如图2所示

5、。Radon提出的Radon变化为理论基础，结合计算机科学和x射线摄影技术等多门学科，创造的一种无损害诊断方法。CT技术在医学取得成功的同时，在工业上使用也越来越广泛，出现了工业CT技术(IndustrialComputedTomography，简称ICT)。它主要利用图2CT图像数据采集过程CT扫描图像信息构建实物三维模型，再进行产品再设计和模型2．1．2图像增强制造等。在个性化仿生骨研究中，三维模型直接影响仿生骨的质图像增强是采用一系列技术去改善图像的视觉效果或将图量。文章深讨医学CT人骨图像的建模

6、方法以及关键技术。像转换成一种更适合人和机器分析处理的形式。人骨仿生中是指2医学CT图像三维建模技术介绍用一定的方法使骨质部分的图像增强，使软组织和骨质对比度更医学CT图像的三维建模技术主要是指以CT断层图像为基加明显。图像的增强是用图像平滑处理来实现。平滑技术可分为础，综合运用计算机图像处理计算机图形学计算机辅助几何设计两类：基于图像域(或空间域)的方法和基于变换域(或频域)的方等理论，构造人骨的CAD三维模型。这个过程可以分为两大部法。常用的图像平滑方法主要有均值滤波、中值滤波和噪声模糊。分：CT图

7、像数据采集和三维重建。如图1所示，CT图像到仿生骨2．1．3阈值变化骼系统图。阈值变化主要是为了使研究对象与背影区分明显，也就是对图像进行二值化处理。二值化处理是将产品截面灰度值和属于背影的灰度值用一个阈值分离出来，这属于单阈值分割。还有多阈值分割，是将图像分割成多个目标区域和背影。灰度值大于或等于某阈值的像素被判断为背影。一般过程是先利用灰度直方图定义一个阈值，如果图像中某像素的灰度值小于该阌值，则将该像素设置为0，反之灰度值设置为255。可以依据灰度直方图来确定阈值，阈值应位于两峰值之间。灰度直方图

8、是灰度值出现频率的函数，是描述图图1人体骨骼到仿生骨骼系统图2．1图像数据采集像中具有该灰度值的像素个数。2．1．1格式转换2．1-4轮廓提取cT图像目前均已DICOM(Digitalimagingandcommunications提取图像矢量轮廓数据是点阵图形的矢量化，目的是沿着图-k来稿日期：2009—11—20第9期孙涛等：基于CT图像的爪I}生化人骨三维建模方法263像的边界进行搜索，并将搜索到的轮廓线上的点坐标记录在点列测和修改。