四边形网格实现医学图像皮肤组织的三维重建算法

资 源 简 介

四边形网格实现医学图像皮肤组织的三维重建算法

详 情 说 明

医学图像三维重建技术在临床诊断和治疗规划中发挥着重要作用。针对皮肤组织的特殊性质，采用四边形网格实现的三维重建算法相比传统三角形网格具有独特优势。

四边形网格在皮肤组织重建中的核心价值在于其拓扑结构更贴合人体皮肤的自然特性。皮肤表面主要由规则排列的胶原纤维网络构成，四边形单元能更好地模拟这种各向异性特征。算法实现时首先需要对二维医学图像序列进行预处理，包括去噪、增强和边缘检测等步骤。

重建过程采用基于轮廓线的四边形网格生成方法。通过提取连续的皮肤组织轮廓线，运用参数化技术将相邻切片间的轮廓对应点连接形成四边形面片。这种方法的优势在于能保持皮肤结构的连续性和平滑性，避免三角形网格可能产生的几何畸变。

在网格优化阶段，算法会进行局部细分和光滑处理。通过引入基于曲率的自适应细分策略，在保持整体拓扑的前提下，在曲率变化较大区域增加网格密度。同时采用特殊的Laplacian光滑算法，确保在平滑网格时不会丢失重要的解剖学特征。

该算法在临床应用中展现出两个显著特点：一是重建模型能准确保持皮肤的力学特性，便于后续的形变模拟和分析；二是四边形网格结构更适合与后续的纹理映射配合，能呈现更真实的皮肤表面细节。

相比传统方法，四边形网格重建的皮肤组织模型在虚拟手术仿真、烧伤面积计算等应用中表现出更高的准确性。未来改进方向包括开发更智能的轮廓对应算法，以及结合深度学习技术提升重建效率。