基于MATLAB的CT图像三维重建的研究与实现

基于MATLAB的CT图像三维重建的研究与实现 摘要：本文研究了基于MATLAB的CT图像三维重建方法和程序实现。分别对体绘制法、面绘制法实现的三维重建进行了研究和讨论。利用MATLAB软件制作GUI界面，实现对肺部CT图像的三维重建以及切分操作。 MATLAB软件在生物切片图像三维重建中的应用： MATLAB软件提供了20类图像处理函数，涵盖了图像处理包括近期研究成果在内的几乎所有的技术方法，是学习和研究图像处理的人员难得的宝贵资料和加工工具箱。Matlab软件环境提供了各种矩阵运算、操作和图象显现工具。它已经在生物医学工程、图象处理、统计分析等领域得到了广泛的应用。在三维重建方面，使用的数据量相对较大，同时涉及到大量的矩阵、光线、色彩、阴影和观察视角的计算，对于非计算机专业研究人员来讲，难度很大。利用MATLAB软件中的图像处理函数、工具箱操作，可以大大简化研究。 常用的三维重建方法： 1. 面绘制法：面绘制法是指利用几何单元拼接拟合物体表面来描述物体的三维结构，实现三维重建，也被称为间接绘制方法。面绘制法的基本原理是从三维数据场中提取出物体的表面部分，用一系列连续的三角形或平面多边形片近似地表示物体的表面特征。 2. 体绘制法：体绘制法是直接将体素投影到显示平面的方法，称为直接绘制方法，也称为体绘制法。体绘制是直接利用三维数据场的信息，将整个三维数据场投影出来，达到三维的视觉效果。 肺部CT图像的三维重建GUI 界面的制作： GUI是Graphical User Interface的简称，即图形用户界面。MATLAB软件中，提供了制作GUI界面的模块。利用GUI界面操作运行程序，更为方便直观。本实验一共使用连续肺部CT切片20张，利用体绘制方法实现三维重建与部分重建。GUI界面实现了切分位置的设定以及三个视角的切换功能。 结论： 本文研究了基于MATLAB的CT图像三维重建方法和程序实现，提供了基于MATLAB的CT图像三维重建的新方法和技术，提高了CT图像的三维重建效率和准确性，对于医学图像的三维建模和分析具有重要的研究价值。 关键词：体绘制；面绘制；三维重建；GUI界面CT（Computed Tomography）技术是指利用计算机技术对被测物体断层扫描图像进行重建获得三维断层图像的扫描方式。自从CT被发明后，CT已经变成一个医学影像重要的工具，虽然价格昂贵，医用X-CT至今依然是诊断多种疾病的黄金准则。