医学图像诊疗向导在当今的医学界已经有广泛的应用。以后的科技的发展将帮助医师们提高诊断效果。医师们可通过定量分析与仿真模拟技术来制定治疗计划和外科手术。这种定量医学技术的最基本要求是创建高仿真的患者3D模型，这些模型可以真实的反映人体的构造。我们展示基于amira®软件的3D几何重建和可视化工作中的一些个案研究，以此来示范医学中的患者几何模型的效果。

关键词：图像分割、几何重建、数据可视化、治疗手术计划

1、介绍

随着技术方法的改进，医学通过新的透视技术不断冲破医疗技术的局限。治疗变得越来越复杂，而且要求精准，这只能通过详细地计划甚至仿真才能达到。CT 和MR扫描仪以高辨率图像栈的形式生产数据。然而, 用一堆二维切片图像表达复杂三维空间结构和空间关系是非常困难的。扫描数据本身就是三维的，所以观看这些数据最普通的方法就是计算建立3D结构和用真三维来显示数据。如果要进行数字模拟或数字定量，用表面网格来描绘实物重要部分结构的将变得非常重要。

3D可视化和数据分析技术在去年已经取得很大的改进，一些相关软件和3D显示程序也很容易使用。看一下该领域中的一些研究人员的吸引人的成果。人们对真三维可视化的兴趣不断增长。可视化不仅仅局限于在二维面（如：平常的显示器）上显示三维模型，除此以外还可通过有立体感的图像来支持人类视觉系统的完整的空间感知。

在这一项研究中，我们示范了三维可视化的重要性和冲击力，通过三种不同的应用（高温治疗计划、面部整容手术计划和血管网的研究）来示范几何重建技术。我们简要的描述一下每个应用，并且讨论一下在每个应用中真三维可视化所带来的不同好处。

2、方法和工具

本文中研究的所有方案都已被ZIB执行过，并且在amira®系列软件上实现。amira®是一个通过读取3D医学影像来建模、可视化的软件，不仅简单易用，而且支持许多文件格式，包括DICOM输入。amira®软件通过不同的观察手段来观察体数据，如：切片观察、等值面和直接体绘制等。首先，用一些数字滤波器（digital filters）作进一步的数据处理。接着将对获得的几何模型来分割。amira®软件的分割编辑栏中有一系列的手动、交互式和自动的分割工具，如：阀值选择(thresholding) 、区域增强（region—growing）、智能剪（intelligent scissors） 内插（interpolation.）等。不同阶段和方向的分割都可以在3D显示器中显示。

用分割的结果，建立表面三角网来表现模型。当然可以进一步的操作处理，如：简化、平滑和量测等。表面三角网也可被转化成四面体格来进行有限元模拟。另外amira®系列软件具有卓越的表现力。除了产生图像快照和3D动画直接输出，amira®软件可在真三维立体显示驱动中观察医学影像。