基于逆向工程的人体胃三维重建.pdf

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1、第8期机械设计与制造一■k信息技，术■02012年8月MachineryDesign＆Manufacture205文章编号：1001—3997(2012)08-0205—03基于逆向工程的人体胃三维重建刘罡’姜淮芜：张俊俊臧红彬t王江勇(’西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室，绵阳621010)(四川绵阳四。四医院，绵阳621010)3DReconstructionofHumanStomachBasedonReverseEngineeringUUGangI,．JIANGHuai-wu2,ZHANGJun-jun‘

2、，ZANGHong-bin，WANGJiang—yong(KeyLaboratoryofTestingTechnologyforManufacturingProcessMinistryofEducation．SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，China)(2SichuanMianyang404Hospital，Mianyang621010，China)；【摘要】采用逆向工程方法，基于cT断层扫描图像，对人体胃进行了逆向设计。针对人体胃的几；}

3、何结构复杂、形态不规则且处于人体腹腔内，采取从cT断层扫描图像数据中提取胃模型的原始数据的{i方法，既解决了胃组织几何信息测量的困难，又获得高精度的人体胃几何数据，逆向过程中利用了Im—l；ageware软件强大的逆向技术将点云数据拟合成曲面，保证了建模精度。在三维设计软件中进行实体{}化，获得较理想三维实体模型。分析了影响建模速度的因素，并提出了解决方法。研究结果表明该方法{l可用于具有复杂实物模型的逆向设计且不损坏实物模型。2i关键词：cT；胃；逆向工程；三维重建《i；}dat。【Abstrhaucmt]anThbe

4、os咖tomachhwuma$andesi。gmneadchwisthrevheerseabednogminienearlincgn￡m，ethod,b，黼asedhoOndyC，Tscann“inrgimareges{{complexandthegeometryshapeisitheoriginaldataofstomachWasextractedfromDICOM{ldata~AndthedifwultyofmeasuringhumangutorganizationgeometryinformationWassolv

5、edandhighpre-{》cisiongeometricdataofhumanstomachWasgot．Inordertoensuremodelingaccuracy,theadvantageof，m一《}a~ware傩used，thepointcloudwasfitted。cue．zentheenesedealtwithinthethreedi一{；mensionaldesignSoj~wo2"eandanidealthree-dimensionalmodelisacquired．AttheSClr~timeth

6、efactorof{}afectingthespeedofthemodelingWasanalyzedandsolutionswereputforward．Theresultsofthestudy{■ishowthatthismethodCanbeusedinthereversedesignofthemodelwithcomplexstructurewithoutde—i●royingac￡ualphysicalmode1．；；KeyWords：CT；Stomach；ReverseEngineering；3DRecons

7、truction；中图分类号：I’Hl6文献标识码：A1引言2建模思路及方案近年来，有限元分析法已广泛应用于生物力学领域的研究。通在生物医学常用的建模方式中，基于DICOM数据建模方法过建立人体器官或组织的有限元模型，设定器官或组织的材料参数获取模型的原始几何数据具有很高的精度。人体胃的几何结构并合理设定其边界条件，就能有效地模拟分析其物理场性质Il。复杂，形态不规则且处于人体腹腔内，这些因素都加大了胃部几胃癌严重威胁着人类的健康，医学上胃癌的传统治疗方法何信息测量的困难。是施行胃癌及其转移淋巴结的根治性切除。随着胃的切

8、除，手术考虑到上述因素，采用DICOM数据来获得人体胃的三维空中如何进行消化道重建，将直接关系到术后患者的生存质量。以间数据。该方法无需对cT图像格式转换和位置对齐，就能直接往的方法大多数是基于解剖学基础上的重建，随着有限元分析法对图像进行编辑，提取需要组织的灰度值，能大大提高提取数据在生物力学领域的研究应用，利用有