断层扫描图像的三维重建及快速原型制造 断层扫描图像的三维重建及快速原型制造 引言： 快速原型技术经过20 多年的发展，已经发展得相当成熟。目前CT、MRI 等断层扫描技术在诊断方面应用相当广泛。但是这些断层扫描的图片有其本身的局限性，二维图片往往让外科医生不能很好的对病理进行分析。翻阅大量的序列断层图片，不及将这些图片三维重建，将实体模型拿在手上进行分析得到的信息多。比利时 Materialise 公司开发的Mimics是连接断层扫描图片与快速原型制造的桥梁。 图片的导入 针对目前标准的DICOM 文件格式，Mimics提供了自动的导入功能。用户只需要在导入向导的指引下就可以导入整个目录下的文件或是部分文件。同时，还可以通过半自动的方式导入 BMP 和 TIFF 文件，手动的方式导入其他的文件。 组织的提取及三维重建 导入原始的断层图片后，MIMICS 会自动计算生成冠状面图和矢状面图。Mimics用三个视图来显示这三个位置的图片，并且这三个视图是相会关联的，可以通过鼠标和定位工具栏快速定位，如图1 所示。右上角的图是原始的扫描图像，左上角和下角是由原始横断面图像计算生成的冠状面和矢状面图像。红线指示横断面图像的位置，黄线指示冠状面图像的位置，绿线指示矢状面位置。 图 1 Mimics的用户界面 断层图片中，不同组织的灰度值不同，故此可以通过阈值来提取相应的组织，如图2 所示。 图 2 设置恰当的阈值提取组织 从图中可以看出，着色的象素其灰度值落在阈值之间，故其被提取。准确的设置阈值是提取组织的关键，阈值提取组织的时候，可以通过看图，检查提取的组织是否合适。图3-A 的阈值左区间设置得太低，故而提取了许多噪点。图3-B 的阈值左区间设置得太高，故而有许多骨组织丢失。 图3A 左侧阈值设置太低 图3B 左阈值设置过高 Mimics会将提取的象素存放在一个蒙罩（Mask）里，同时Mimics提供一系列的工具编辑修改蒙罩，从而提取所需的组织。编辑好的蒙罩可以用来生成 3D 模型，这样就实现了 2D 断层扫描图片到三维实体的转换，如图4 所示。 图 4 重建的三维数字模型 从 2D 扫描图片到三维模型的转换，这是 Mimics处理医学断层扫描图像的第一步。Mimics与其他影像处理软件最大的不同之处是其提供了一系列模块，通过这些模块，可以将三维用来生产快速原型件、用于 FEA 分析、可以输出相应的CAD 的信息为后续的假体/植入体设计提供参考数据。同时还可以在 Mimics里，基于三维模型做...
