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2024年3月11日发(作者：网站模拟制作)
基于MATLAB的CT图像三维重建的研究与实现
张振东
1
，哈力旦·A
2
（新疆大学 电气工程学院，新疆 乌鲁木齐830047)
摘要：介绍了利用MATLAB软件对CT切片图像进行三维重建的方法与程序实现。分
别对体绘制法、面绘制法实现的三维重建进行了研究与讨论。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。
关键词：体绘制；面绘制；三维重建；GUI界面
0 引言
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。利用X射线进行人
体病灶部位的断层扫描，可以得到相应的CT切片图像。医生可以通过对连续多张CT切片图
像的观察，来确定有无病变。应用三维重建技术可以将连续的二维CT切片图像合成三维可
视化图像，便于观察研究。医学图像的三维建在判断病情、手术设计、医患沟通和医学教
学等方面具有很高的研究价值。CT图像通常是以DICOM格式存储，实验中通常需要转换
格式。本文分别研究讨论了利用MATLAB软件实现对JPG格式的CT切片三维重建的两种常
用方法，并制作GUI界面实现切分操作。
1. MATLAB软件在生物切片图像三维重建中的应用
MATLAB7.O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。
2.常用的三维重建方法
2.1 面绘制
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。这种近似地方式类，似于用正八十面体表
示球面。
2.2 体绘制
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
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