基于双平面正交X射线片的长骨骨干三维重建方法研究

摘要

X射线具有穿透性、感光性和荧光效应，人体组织在密度和厚度方面不相同。当X射线透过不同组织结构时，被吸收的程度便会不同，所以投射到达荧屏或胶片上的X射线量有差异。这样，在荧屏或 X光片上就形成黑白对比不同的影像。本文以两张正交投影的X射线片为原始信息，从计算机图形学的角度出发，利用核心的三维重建算法，重建出股骨骨干的三维模型。它可以反映长骨骨折患处的基本信息，克服了在传统X射线成像中的弊端。
　　在查阅了大量中外文献的基础上，合理地对长骨模型进行简化处理。从理论上，本文依据直接线性变换法反求三维重建点。在此之前，必须要取得良好的校验数据，以保证解算结果的精度。另外，整个重建方法的输入是二维图像上的轮廓数据点。这样，就必须将 X射线片中股骨的轮廓数据提取出来。选用合适的图像分割算法，并结合现有的边缘检测方法，得到良好的边缘检测结果，以便于将二维图像中的轮廓数据提取并保存。
　　股骨的两幅正交X射线片的边缘检测结果和轮廓数据，证明了本文边缘检测方案的有效性和便利性。进而，在遵照直接线性变换算法校准点的布局原则的前提下，根据点到平面上的投影原理，得到了双平面正交和非正交两种情况下的校准数据。这为重构股骨骨干在这两种情况下的三维模型打下了基础。在软件(MATLAB)环境下，仿真的结果表明，该方法以直接线性变换(DLT)算法为核心，利用两张正交投影的股骨X射线片，确实完成股骨骨干部分的三维模型重建。

目录

基于双平面正交X 射线片的长骨骨干三维重建方法

RESEARCH ON THE LONG BONE SKELETON 3D RECONSTRUCTION METHOD BASED ON BIPLANAR ORTHOGONAL X-RAY VIEWS

摘要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 基于双平面投影的三维重建的研究背景及意义

1.2 国内外三维重建研究现状与发展趋势

1.3 论文研究主要内容

1.4 论文的章节安排

第2章 图像边缘检测与轮廓识别

2.1 图像分割

2.2 边缘检

2.3 X 射线片的数字化和滤波

2.4 图像的二值化处理

2.5 二值图的形态滤波

2.6 常规算子边缘检测法

2.7 二值边缘细化

2.8 本章小结

第3章 三维重建算法的研究

3.1 三维数据场的科学计算可视化

3.2 医学影像三维重建方法分类

3.3 基于直接线性变换的三维重建算法

3.4 基本图形的生成与计算

3.5 股骨模板模型

3.6 本章小结

第4章 重建仿真及结果

4.1 直接线性变换校准

4.2 二维轮廓坐标的提取

4.3 重建实验及结果

4.4 仿真结果分析

4.5 重建算法的评价

4.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢