文献综述
1.CT三维重建系统研究背景及意义
课题来源于国家自然科学基金青年基金：“基于微量力测量和数值模拟的埋伏阻生牙牵引导萌机理研究”（项目批准号：51305208）和国家自然科学基金“基于精密测量和数值模拟的牙周膜本构模型构建”（项目批准号：81571005），课题合作单位南京医科大学拥有高精度医用CT机和口内扫描设备。
三维重建是指对现实物体建立合适的计算机表示和数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。三维重建技术在建筑，农业，人体图像学，地形勘测，医学等方面运用广泛。
上世界70年代医学成像技术（CT X射线）产生和发展，使得医学诊断和治疗技术有很大的提升[1]。随着时代科技的进步，当初的二维断层图像已满足不了医学诊断的需要（如肺部肿瘤的表面纹理），因此提出了模拟操作提供视觉的交互手段[2],也就是在这一背景下，提出了三维重建与可视化技术，因此三维重建得到大量的研究与广泛应用[3]。
1987年2月，美国国家科学基金会召开的一个专题会上正式提出“科学可视化”一词，并在会后发表正式报告给出了科学计算可视化的定义、覆盖领域及长期研究方向[4]。这标志着可视化作为一个学科在国际范围已经成熟。随着科学数据可视化技术的发展，出现了大量新的软硬件可视化技和手段，满足了广大可视化工作科研人员与工程人员的需求。可视化工具的发展的同时，三维重建依赖于计算机图形处理，因此在三维重建的领域VTK图形图像开发工具脱颖而出。如今VTK开发工具已经成为医学三维重建领域的主流开发工具。
本课题是基于VTK的牙颌三维重建系统，目前牙颌三维模型的重建通常是将CT影像转换为点云数据，并进而用商用建模软件实现逆向三维重建。该类方法大大提高了建模的准确性，但是仍有不足。首先，点云数据包含了大量噪点，从CT影响转换过来的点云并不能直接用于逆向建模，需要手动过滤处理，工作量大，建模效率较低。通过建立牙颌三维重建系统，就能精确地处理点云信息，形成准确的三维模型，并在临床中大量运用，不仅能够降低医务人员的劳动强度，而且能为后期的医学分析、医学研究奠定良好的基础，并丰富诊治手段。
2.国外研究现状
在国际上三维重建系统相关的产品目录比较全面和详细，它包含可视化、三维切割、三维交互等多方面。目前，国外流行的医学图像处理软件有：Editps,IMOD,VTK,3DSIice等[5]。现有图像处理系统其中一部分由有名的院所机构，高校及私人组织研发的，另外一大部分是一些功能强大的商业软件如：Imageware、CopyCAD、RapidForm、RapidForm。基于VTK的三维重建研究项目也有：《Diagnostic value of multi-slice spiral CT three dimensional reconstruction in maxillofacial diseases》[6]、《Cone-Beam CT Fast Reconstruction Method Based on Mininum Three Dimensional Convex Hull for Actual Scan Data》[7]等。
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