基于双平面正交X射线片的长骨骨干三维重建方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangstian
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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。
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