一种椎骨CT图像三维可视化方法技术

本发明专利技术公开了一种椎骨CT图像三维可视化方法，属于医学领域，为了弥补传统Marching Cubes算法在进行三维重建可视化的过程中，处理体素和等值点数量过多的问题，本发明专利技术提供一种椎骨CT图像三维可视化方法，在传统Marching Cubes算法理论基础之上进行改进，确定体素内三角面片剖分构型时，利用黄金分割方法计算等值面与体素棱边交点，将三角面片拟合成等值面，再计算三角面片的法向量，采用中心差分方法求解体素内8个顶点的梯度值，并通过可视化工具包VTK(Visualization Toolkit)完成显示、旋转、缩放等交互操作，实现透明、半透明可视化功能设置，以便于医生和研究人员能够从任意角度观察和分析，为观察椎骨内、外结构信息和后期的治疗、研究提供理论依据和技术支持。

A 3D visualization method for vertebrae CT images

The invention discloses a three-dimensional visualization method of vertebral CT image, which belongs to the medical field. In order to remedy the problem of excessive voxels and equivalents in the process of three-dimensional reconstruction visualization by traditional Marching Cubes algorithm, the invention provides a three-dimensional visualization method of vertebral CT image, which belongs to the traditional Marching Cubes algorithm. The algorithm is improved on the basis of the theory of the algorithm. When determining the triangulation configuration of voxels, the intersection point between the isosurface and the edge of voxels is calculated by the golden section method, the triangle surface is fitted into the isosurface, the normal vector of the triangle surface is calculated, and the gradient of the eight vertices in the voxels is solved by the central difference method, and the gradient of the eight vertices in the voxels is visualized. Visualization Toolkit (VTK) completes display, rotation, scaling and other interactive operations, and realizes transparent and translucent visualization function settings. It is convenient for doctors and researchers to observe and analyze from any angle, and provides theoretical basis and technical support for observation of intravertebral and extravertebral structural information and later treatment and research. Hold.

【技术实现步骤摘要】
一种椎骨CT图像三维可视化方法
本专利技术属于医学领域,特别涉及了椎骨临床外科和科学研究中一种椎骨CT图像三维可视化方法。
技术介绍
MarchingCubes算法是三维重建可视化方法面绘制中经典的算法，原理简单、重建效率高，但其重建结果的质量和速度还有待进一步提高，国内外的研究人员相继提出了区间树硬件加速，提高算法处理效率，Lopes提出了提高绘制精度的方法，针对传统MarchingCubes算法在进行三维重建可视化的过程中，处理体素和等值点数量过多的问题还有待进一步改进，三维重建可视化的效果直接影响临床手术的成功率和科学研究的精确度，尤其在椎弓根螺钉精准置入手术中，对椎骨三维可视化过程的时间和精度都有更高的要求，所以，设计出一种更适合的椎骨CT图像三维可视化方法至关重要。
技术实现思路
本专利技术目标在于针对传统MarchingCubes算法在进行三维重建可视化的过程中，处理体素和等值点数量过多的问题，提供一种高效的椎骨CT图像三维可视化方法以解决上述
技术介绍
中的问题。为实现上述目标，本专利技术提供如下技术方案：一种椎骨CT图像三维可视化方法，进行图像预处理后，在传统Marching本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种椎骨CT图像三维可视化方法，进行图像预处理后，在传统Marching Cubes算法基础之上进行改进，在确定体素内三角面片剖分构型时，利用黄金分割方法计算等值面与体素棱边的交点，即三角面片的顶点，将获得的三角面片近似拟合成等值面，为了使重建后的图像更加逼真加入光照模型，再计算三角面片的法向量，直接计算比较复杂，采用中心差分方法求解出体素内8个顶点的梯度值，并通过可视化工具包VTK (Visualization Toolkit)完成显示、旋转、缩放等交互操作，实现透明、半透明可视化功能设置，以便于医生和研究人员能够从任意角度观察和分析，为观察椎骨内、外结构信息和后期的治疗、研究提供理论依...

【技术特征摘要】
1.一种椎骨CT图像三维可视化方法，进行图像预处理后，在传统MarchingCubes算法基础之上进行改进，在确定体素内三角面片剖分构型时，利用黄金分割方法计算等值面与体素棱边的交点，即三角面片的顶点，将获得的三角面片近似拟合成等值面，为了使重建后的图像更加逼真加入光照模型，再计算三角面片的法向量，直接计算比较复杂，采用中心差分方法求解出体素内8个顶点的梯度值，并通过可视化工具包VTK(VisualizationToolkit)完成显示、旋转、缩放等...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘侠，刘欢，王淼淼，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23