２０１０年１０月 第２９卷第５期 洛阳师范学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｏｙａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ０ｃｔ．，２０１０ Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．５
基于ＶＴＫ的医学图像三维重建应用研究
朱玲利 ，孙亦博 ，崔 岩２
（１．洛阳师范学院信息技术学院，河南洛阳４７１０２２；２．洛阳市体育运动学校，河南洛阳４７１００２）
摘要：医学体数据可视化在临床上已成为辅助诊断和辅助治疗的重要手段，其技术也成为近年来研究和应 用的热点．为此，我们提出采用ＶＴＫ库进行医学数据可视化．其中研究了表面绘制和体绘制两种绘制技术，表 面绘制用移动立方体法实现，体绘制则用光线投射法实现，并通过比较两种技术的结果讨论了他们的特点．从 结果中可以看出，ＶＴＫ作为一种图像处理和三维可视化的工具其功能是十分强大的． 关键词：医学图像；三维重建；ＶＴＫ
中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—４９７０（２０１０）０５—００８７—０３
收稿日期：２０１０—０１—１４ 基金项目：国家８６３高新技术项目（２００６ＡＡ０２Ｚ３４６）； 作者简介：朱玲利（１９８１一），女，河南偃师人，硕士，助教．
随着计算机断层扫描（ＣＴ）和磁共振（ＭＲ）等医
学成像技术的产生和发展，特别是随着计算机技术
的发展，医学序列图像可视化如今已经作为医学图
像处理中研究的热点问题之一．它是指利用二维医
学切片图像重建三维图像并进行定性定量分析的技
术．三维医学图像由于其丰富的信息和直观逼真的
视觉效果，在ＩＩ缶床诊断、治疗和医学研究中具有极
大的应用价值 ｊ．
实现三维可视化的关键是三维重建，医学图像
三维重建的方法主要有面绘制和直接体绘制两 类＿２ Ｊ．面绘制是指物体表面的重建，它从三维数据
中抽取出等值面后，再用传统的图形学技术对物体
表面进行拟合．它可以有效的绘制三维体的表面，
并且可以借助传统计算机图形学多边形绘制技术及
医学影像处理中的三维重建技术
一、医学影像处理简介
医学影像处理是应用计算机技术来对医学影像进行分析和处理的一门学科。医学影像包括X光、CT、MRI等，这些影像可以用来诊断和治疗疾病。在医学影像处理中，三维重建技术是一种重要的技术手段，可以将医学影像转化为三维模型，更好地展示和分析医学影像。
二、三维重建技术的基本原理
三维重建技术的基本原理是将二维医学影像转换为三维模型。这个过程可以分为三个步骤：图像采集、图像处理和三维重建。
1. 图像采集
图像采集是将医学影像数字化的过程。常见的图像采集设备有X光、CT、MRI等。这些设备将人体内部的器官和组织切片成二维影像，并数字化存储。
2. 图像处理
图像处理是将数字化的医学影像进行分析和处理的过程。这个过程包括预处理、分割、配准和特征提取等步骤。
预处理是对医学影像进行去噪和增强的处理，以去除噪声和提高影像质量。分割是将医学影像分割成不同的组织和器官，以便进一步分析和处理。配准是将不同的医学影像进行对齐，以便生成一个三维模型。特征提取是从医学影像中提取有意义的特征，以便生成一个准确的三维模型。
3. 三维重建
三维重建是将分析和处理后的医学影像转化为三维模型的过程。这个过程包括点云生成、曲面重建和纹理映射等步骤。
点云是由医学影像中的像素点生成的三维点云模型，曲面重建是对三维点云进行处理，生成一个几何形状具有连续光滑外观的三维模型。纹理映射是将二维的医学影像贴在三维模型的表面上，增强三维模型的真实感。
三、三维重建技术的应用
三维重建技术的应用广泛，涵盖了医疗、生物学、工业设计等领域。
在医疗领域，三维重建技术被广泛应用于手术前的分析和规划。医生可以使用三维模型来模拟手术过程，给患者提供更准确和安全的治疗方案。此外，三维重建技术还可以用于义肢和隐形眼镜的设计和制造。
在生物学领域，三维重建技术可以帮助研究人体和动物组织的结构和功能。研究人员可以使用三维模型来模拟细胞和组织的行为，进一步研究疾病的基础和治疗方法。 在工业设计领域，三维重建技术可以帮助工程师设计和制造产品。三维模型可以模拟产品的外观、材质和功能，以便改进和优化产品设计。
第２５卷第ｌ２期
２００８年１２月 计算机应用与软件
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２００８
医学图像三维可视化中任意平面切片的研究与实现
叶峰吴健崔志明 王群
（苏州大学智能信息处理及应用研究所 江苏苏州２１５００６）
摘要 对医学图像的三维重建技术进行研究，利用介于面绘制和体绘制之间的切片法来实现三维体数据可视化，并针对断层图
像序列所生成三维体数据的切片方法进行了深入讨论。提出一种可操作性很强的切片方法，能较好地实现三维体数据中冠状面、矢 状面、特别是任意平面的切片。同时，该方法已经用ＶＣ ６．０结合ＶＴＫ（Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｔｏｏｌｋｉｔ）编程进行实现，效果符合医学诊断要求，
并得到了有关应用。
关键词 ＶＴＫ切片方法冠状面 矢状面任意平面切片
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩｏＮ ｏＦ ＡＲＢＩＴＲＡＲＹ ＳＬＩＣＥ ＩＮ ３－Ｄ
ⅥＳＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＭＥＤＩＣＡＬ ＩＭＡＧＥＳ
Ｙｅ Ｆｅｎｇ Ｗｕ Ｊｉａｎ Ｃｕｉ Ｚｈｉｍｉｎｇ Ｗａｎｇ Ｑｕｎ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆｌｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｓ００ 。 Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓ￣ｈｏｕ，２１５００６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｉｍｓ ａｔ ３Ｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｅｓ．Ｔｈｅ ３Ｄ ｖｏｌｕｍｅ ｄａｔａ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｌｉ—
ｃｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｈｉｃｈ ｌｉｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｖｏｌｕｍｅ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ，ａｎｄ ａ ｔｈｏｒｏｕｇｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ３Ｄ ｖｏｌｕｍｅ ｄａｔａ ｓｌｉｃｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｉｍａｇｅ ｓｔａｃｋ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｏｐｅｒａｂｌｅ ｓｌｉｃｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｓｌｉｃｅｓ
第３Ｏ卷第４期 ２００７年ｌ２月 长春理工大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＣｈａｎｇｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｃｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖ０１．３Ｏ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２００７
基于ＶＴＫ的医学图像三维可视化的研究与实现
苗语，师为礼，郭乃珠
（长春理工大学计算机科学技术学院，长春１ ３００２２）
摘要：根据当前ＰＡＣＳ系统的需要，利用ＶＴｌ 基于面向对象方法设计，功能强大的可视化类库，实现医学影
像数据三维可视化系统。本文介绍了面绘制和体绘制两种常用的方法。基于ＶＴＫ的体绘制重建速度快，效果逼真。
关键词：三维重建；ＶＴ ；面绘制；体绘制；ＰＡＣＳ
中图分类号：ＴＰ３１７．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９８７０（２００７）０４—０１２０一Ｏ２
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ３－Ｄ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ ＶＴＫ
ＭＩＡＯ Ｙ＿ｕ，ＳＨＩ Ｗｅｉｌｉ，ＧＵＯ Ｎａｉｚｈｕ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｖ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ＰＡＣＳ．ｗｅ ｕｓｅ ＶＴＫ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．ＶＴＫ
ｉｓ ａ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｃｌａｓｓ ｌｉｂｒａｒｙ ｆｏｒ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕ－
