面向生物3D打印的醫(yī)學(xué)超聲圖像重建技術(shù)研究.pdf

1、3D打印技術(shù)可快速制作組織器官模型用于輔助診斷、術(shù)前模擬或手術(shù)植入物，然而基于醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割重建獲得的STL模型與真實(shí)的三維組織結(jié)構(gòu)會(huì)有誤差，從而影響打印模型的精準(zhǔn)度，導(dǎo)致輔助診斷和手術(shù)模擬的誤導(dǎo)。體繪制技術(shù)無需對(duì)原始醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行等值面抽取或提取輪廓信息，直接對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行三維渲染得到三維顯示圖像，在處理過程中保留了原始二維斷層圖像的細(xì)節(jié)信息，使重建圖像具有較高保真度。在對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割重建生成STL模型過程中，以體繪制渲染

2、模型為對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)，可指導(dǎo)分割提高組織器官三維重建和打印的精準(zhǔn)度。
　　本文研究了三維重建算法中的面繪制和體繪制算法，構(gòu)建了基于VTK的超聲圖像三維重建系統(tǒng)。該系統(tǒng)完成了對(duì) DICOM格式二維醫(yī)學(xué)超聲圖像的斑點(diǎn)噪聲的去噪和三維重建，實(shí)現(xiàn)對(duì)重建三維圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放、切片等交互操作，生成STL模型實(shí)體，驗(yàn)證體繪制重建三維圖像對(duì)提高STL模型實(shí)體精度的指導(dǎo)價(jià)值。
　　本文首先對(duì)超聲圖像斑點(diǎn)噪聲抑制算法和三維重建算法的發(fā)展和研究現(xiàn)狀進(jìn)行

3、簡(jiǎn)要綜述，結(jié)合體繪制技術(shù)特點(diǎn)，分析了體繪制技術(shù)在指導(dǎo)分割提高模型三維重建和打印精度的可行性，確定了一套超聲圖像三維重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
　　在分析超聲圖像斑點(diǎn)噪聲產(chǎn)生原因和統(tǒng)計(jì)學(xué)特征基礎(chǔ)上，得出超聲圖像斑點(diǎn)噪聲統(tǒng)計(jì)模型，并基于模型對(duì)非局部均值濾波算法權(quán)值計(jì)算公式進(jìn)行改進(jìn)?；诟倪M(jìn)權(quán)值非局部均值濾波算法對(duì)醫(yī)學(xué)超聲圖像進(jìn)行濾波處理，抑制超聲圖像斑點(diǎn)噪聲，改善圖像質(zhì)量，提高三維重建質(zhì)量。
　　研究三維重建算法中的面繪制和體繪制算法，

4、完成移動(dòng)立方體算法和光線投射算法的研究與仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)比分析了體繪制算法重建獲得的三維模型與面繪制算法重建獲得的三維模型、STL模型和3D打印實(shí)體模型間的差異。結(jié)果顯示，面繪制重建的模型由于受圖像分割算法或主觀因素影響，重建過程中丟失的細(xì)節(jié)信息較多，而體繪制獲得的三維模型保留了更多細(xì)節(jié)信息，對(duì)面繪制過程和實(shí)體模型3D打印具有重要的指導(dǎo)意義。
　　結(jié)合VTK可視化工具包和Visual Studio2013開發(fā)軟件，在MFC框架上完成超