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1、中国康复理论与实践2005年3月第11卷第3期ChinJRehabilTheoryPractice,March2005,Vol11,No.3·167··专题·基于VisualizationToolkit的脑模型三维重建方法研究魏娜王珏刘明宇++[摘要]目的利用可视化工具包VisualizationToolkit(VTK)结合VC实现医学图像三维可视化。方法基于头部CT测量数据,采用MarchingCubes算法和Ray2casting算法重建出头模型的表皮和颅骨。结果和结论VTK使用灵活,功能强大,利用它进行图像重建,具有重建步骤简单、效果好、速度快、交互能力
2、强等优点,可以被广泛应用于医学图像的重建中。[关键词]可视化工具包(VTK);三维重建;医学图像Three2dimensionreconstructionofbrainbyVisualizationToolkitWEINa,WANGJue,LIUMing2yu.TheKeyLaboratoryofBi2omedicalInformationEngineeringofMinistryofEducation,ResearchCenterofRehabilitationScienceandTechnology,Xi'anJiaotongUniversity,Xi'a
3、n710049,Shanxi,China[Abstract]ObjectiveToimplementtwotypicalalgorithms,MarchingCubesandRay2casting,ofmedicalimage32Dvisualiza2++tionusingVisualizationToolkit(VTK)withVC.MethodsSkullandscarfskinofbrainwerereconstructedbasedonCTdata.Re2sultsandConclusionVTKisapowerfultoolwithmanyadvan
4、tages,suchaseasytouse,fast,goodinteractionability,goodresultsforimagereconstructionandsoon.[Keywords]VisualizationToolkit(VTK);32Dreconstruction;medicalimage中图分类号:TP391.41文献标识码:A文章编号:100629771(2005)0320167203[本文著录格式]魏娜,王珏,刘明宇.基于VisualizationToolkit的脑模型三维重建方法研究[J].中国康复理论与实践,2005,11(3
5、):167—169.近20年来,尽管计算机断层技术(CT)、核磁共振进行画面绘制,是表示三维物体形状最基本的方法,能成像(MRI)和超声(US)等医学影像技术已广泛用于产生比较清晰的等值面图像,还可利用现有硬件绘制,[3]疾病的诊断,但它们只能为医生提供病变部位的一组速度比较快。但该方法只能表现物体的表面,舍弃二维断层图像。医生固然可以凭借多年的临床经验,了物体内部的大量信息,对于复杂的人体器官则无法估算出病灶的大小及形状,但这种诊断方法缺乏客观准确描述。而基于体视法的最大特点是不需要构造物性和准确性。如何将这些断层图像进行三维重建,已体表面的几何信息,而直接
6、基于体数据进行显示,实质成为当今医学影像技术研究的热点。本文试图利用三上是光线在媒介中传播近似的模拟,利用的媒介为体维重建工具VisualizationToolkit(VTK)进行头部CT数据,这样就避免了重建过程所造成的伪象痕迹,缩短断层图像重建。我们选择VTK,是因为它是一种基于了在体数据中寻找、计算物体表面的时间。这种方法OpenGL的3D可视化工具,是OpenGL的二次开发,不丢失细节,并具有图像质量高、便于并行处理等特[4]包含500多个类库,可以通过调用类库,快速高效地进点。但该方法计算量很大,难于利用传统图形硬件行体视化的开发,使其拥有强大的三维
7、图形功能,不像实现绘制。下面,将分别对这两类算法进行详细讨论,OpenGL的图形功能那么底层,代码的执行效率也远并选取两种典型方法对其重建结果进行比较。比Matlab高。同时,VTK还是一种免费的开放源,可1.1基于表面的体视方法基于表面的体视方法关++以直接用C、Tcl、Java、Python编写代码,适用于键在于构造中间几何图元(曲面、平面等),最常见的方[1]Unix平台和Windows98/ME/NT/2000/XP平台。法是从三维数据中抽取出等值面。一个适当的等值面1重建方法可以代表某种物体的表面。这个过程也可以看成数据医学图象的三维重建方法大体可分
8、为2类:基于映射,即将原始数据中的部分
