三维图像范文
时间：2023-04-11 11:27:33
导语：如何才能写好一篇三维图像，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
虽然使用计算机软件可以随意地变换颜色，但一开始进行设计的时候，很多设计师还会选择绘制传统的方法，用油画笔和工具，绘制大色块原画设计图。所谓大色块效果图，就是用粗大的笔触，刷出关卡的大效果。忽略各种细节，只考虑2～3种主色彩及其层次变化。大色块效果图，一般被用来试验关卡的色彩配置，获得直接快速的反馈和意见。在数字游戏关卡中的道具和财宝，通常会选用亮色，并且可以使它们不时闪耀发光，使得玩家能够比较容易地找到它们。使用色彩来标志某些特定功能区域，也是一种常用的方法。这种方法在平面设计和网页设计方面也很常见，就是使用某种色彩去标志某项功能，使得玩家在一定时间后形成从色彩到功能的条件反射。这样当他进入一个新的网页或者关卡时，可以马上找到相同功能的单元或者物体。人机界面的色彩是一个比较棘手的问题。因为人机界面实际上不属于游戏世界，它是浮游于游戏世界之上的一层，如果色彩设定得不好，对游戏世界是个干扰。更棘手的问题是各个关卡的色彩配置不同，但界面的色彩是不应该改变的，这样就有如何使得界面的色彩配置和所有关卡的色彩配置都协调一致的问题。目前比较流行的半透明的人机界面，最大程度地减少了界面对游戏世界的干扰，是比较好的解决方案。
关于游戏三维图像与视觉传达的分析
在游戏制作中三维建模是三维游戏的基础。三维模型按用途可以分为表面模型和实体模型两类。所谓表面模型就是在建模的时候，只创建物体表面而不需要考虑物体内部，创建出来的物体是一个空壳；而实体模型在建模的时候不只考虑物体表面，也考虑物体内部。例如，同样是创建一个球体，表面建模出来的是个空心球，而实体建模建造出来的是实心球。在数字游戏设计中三维建模按常用的技术可以分为多边形建模和曲面建模。还有一种比较特殊的是粒子模型（Particle-systemmodeling）。
最简单的面就是由三个顶点（vertex）构成三角形平面，通过拼接多个三角形平面就可以构成更大更复杂的面。所谓多边形（polygon）就是用顶点定义的面来构成的物体模型。现在三维游戏中多使用的建模技术就是多边形技术。如果物体模型的多边形越分越细，数量越来越多，就可以用来模拟柔和的曲面，这种技术就叫多边形近似（polygonalapproximation）。建立层次结构不光是为了统一坐标系，更重要的是它是一种有效管理模型各部件的方法。层次结构一般是树状模型。创建具有细致层次结构的模型，就可以对每个部分或者几个部分分别操作，清楚明了，而且灵活。
通常重要的模型的制作层次结构就是生物的结构。因为人的骨架结构以腰部为根结点，下面延伸出左右臀部，然后是大腿和小腿之间的膝盖、脚踝和脚趾；向上则是脊柱，脊柱的块数按精细程度可以从2到5块不等，脊柱的尽头就是脖子，然后是头部；从脊柱还要分出两个肩关节，然后是手肘、手腕、手指。给出基本的人体层次结构，像现实中一样，表面性质也是物体一类重要的参数，比如颜色、反光度、凸凹性质等。物体表面各种性质的集合称作shader。将物体面性质定义为独立的数据类型shader，好处很多：定义好一个shader，可以复数使用在不同物体上；作为独立的数据，方便调整和衍生出新的shader；构成shader库（shaderlibrary），方便他人和不同的项目调用。很多三维软件会提供基本shader库给客户，客户也可以根据自己的需要创建出新的shader来充实自己的shader库。
关于数字游戏视觉设计中法向量贴图的分析
游戏角色贴图和在设计制作影视动画级别角色的区别在于，在三维游戏中制作模型面数少，要求的贴图更是受到限制，在有限的面数和尺寸里，要表现最好的效果，就是游戏角色贴图的最高境界。可以基本表现一些东西，但是很多细节还要靠贴图来实现。贴图烘焙技术源自于软件渲染模块，最早用在建筑漫游中。将含有光线信息的贴图烘焙出来，再将烘焙完的贴图贴回模型，再渲染出动画序列帧，最后进行后期编辑。由于游戏中的即时光影变化，用实时光影的算法会比较占用资源，所以就有了将光线信息附加在贴图上的做法。在数字游戏设计中为了达到图像的透明效果都会使用AlphaBlend技术。所谓AlphaBlend技术，其实就是按照“Alpha”混合向量的值来混合源像素和目标像素，一般用来处理半透明效果。在计算机中的图像可以用R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）三原色来表示。美国游戏制作人JohnCarmack，在2010年世界开发者会议上推出了该公司最新开发平台，并了相关游戏内部贴图技术范例视频，游戏内部贴图技术使艺术家们可以很轻易地将数千兆字节的高质量材质贴图赋予角色。
篇2
关键词：项目教学法；教学过程设计；任务驱动教学法
中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 17-0000-01
"Three-Dimensional Image Processing and Production"Curriculum Design on Project Approach
Wu Jin
(Liaoning Forestry Vocation-Technical College,Shenyang110101,China)
Abstract:The Project Approach is Liaoning Vocational College of forestry in the process of teaching the necessary teaching method,this paper,"Three-dimensional image processing and production"course in the"curtain making"process of teaching design,for example,describes the project approach in the specific teaching and learning process the mining and applications.
Keywords:Project Approach;Teaching process design;Task-driven approach
一、项目教学法的概述
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。项目教学法是以教师为主导、学生为主体的教学方法。在教学活动中，教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生，在教师的指导下，以个人或小组工作方式，由学生自己按照实际工作的完整程序，共同制定计划、共同或分工完成整个项目。
二、项目教学下的《三维图像处理与制作》课程教案设计
一年来，我对项目教学法的认识在教学实践中得到了不断的提高，在一体化教学中用好此方法，可以达到教与学共同提高的目的，下面我以《三维图像处理与制作》课程为例介绍一节课（90分钟）的简要设计过程。
（一）课前的教学准备
1.教学条件。场地：带有多媒体设备的计算机实验室。机器配置：P4处理器，Windows XP操作系统，3DS max8.0、ACDSee软件
2.学生特点分析。该班是高中起点三年制的统招班，学生聪明好学，比较喜欢开放、自由的学习环境，但是学习的自信心不强，不善于独立思考和探索问题.
3.教学组织与学习情境。课程遵循的理念是以学生为主体，能力为主线，任务为载体，进行实践训练。
为使每个学生都有动手实践机会，所以采用教学做一体化的课堂组织形式，学习情境采用以学生为主体，教师全程组织与参与教学指导思想，将学生进行分组，每个小组模拟一家设计公司。
采用角色扮演方法：
小组：房地产企业设计公司。小组成员：绘图员。小组组长：设计师。教师：客户。
各个小组的关系是互相竞争关系。各小组的成员互换，每人都有机会体验各种职位。
4.课前准备。提前1天老师给学生布置本次课的教学任务，学生以小组为单位，课前收集素材、最前沿的信息完成以下任务。在课余时间让学生进行任务分析、查阅、预习学习内容
（二）教学设计过程
1.教学流程。客户提出需求―分析、计划―任务实施―作品验收―拓展训练―作业以及总结
2.具体教学实施过程。
步骤一、客户提出需求―3分钟。（引入）受“青河世家”房地产公司的委托，我们制作样板间的效果图，根据客户的要求，我们需要对它进行窗帘装饰，
客户需求的窗帘：（1）暗色的；（2）吸音障噪的；（3）现代型的；（4）带帘头的。
步骤二、任务分析、制定计划―5分钟。以小组为单位讨论分析客户需求，制定满足客户要求的计划。分析结果如下：符合深颜色、简约型、厚重特点的帘身模型和带帘头的窗帘模型。
（提问）：设计负责人分析客户需求，并归纳按照客户要求所制定的任务。（展示新任务，使产生任务学习的“萌动”）
（提问总结）：通过分析模型，我们自然也将看起来非常复杂的大任务分解成2个小任务，分别是任务1：制作帘身模型，符合深颜色、简约型、厚重特点；任务2：制作帘头。这种化繁为简思考方法，使问题个个击破，再重新组合，能帮助我们提高处理复杂问题的能力。
步骤三、任务实施过程―50分钟。（1）制作帘身模型（重点：15分钟）。各小组成员纷纷动手实践，以失败告终，这时让各小组自己分析失败原因。各小组发挥探索精神分析建模过程，最终得到放样原理。绘图员制作垂挂的窗帘。从而产生任务学习“涌动”。突破这节课的学习重点，按照客户要求在完成原任务的基础上，增加了一个新的任务计划，制作窗帘挽起的效果，对放样模型进行缩放变形达到效果。（充分体现了设计师、绘图员之间的相互协作、同时与客户沟通的关系、以及随机应变的能力）。（2）制作挽起的窗帘（难点：20分钟）。使其产生任务学习“冲动”，突破难点。各小组讨论发言，自己得出变形设置方法和其特点，提出任务解决方案。（3）制作帘头（15分钟）。自主探索学习实践制作帘头任务，感受收获乐趣，达到任务学习“情动”。
步骤四、知识点归纳以及作品验收―12分钟
作品展示：各组小组长向全班汇报、交流本组设计的最终作品，并以小组为单位进行作品展示。
评价：采用学生互评、自评，教师点评和企业点评的方式
步骤五、训练巩固拓展―15分钟
步骤六、作业―2分钟
步骤七、总结―3分钟
三、结束语
《三维图像处理与制作》课程的教学设计思路是以学生为主体，以教师为主导，遵循在“做中学”的理念。在“窗帘”这个教学情景中，我用项目教学中的“任务驱动”教学法，重视对学习的方法的指导，首先提出任务，然后师生共同分析任务、实践任务、遭遇难点、探究难点、突破难点和感受收获，使学生在操作、质疑、解惑中完成学习，从而达到提高学生学习兴趣和质量的效果。
参考文献：
[1]王栋松.在计算机课程教学中开展项目教学法的研究[J].职业教育研究,2005,11
篇3
关键词：灵感来源；三维动画；二维动画；特效；音效；主题特色
中图分类号：J954 文献标识码：A 文章编号：2095-4115（2013）02-12-3
一、序言
社会的进步，科技的发展，媒体的宣传，网络的传播，给动漫艺术带来了广阔的发展空间，而动漫艺术的发展更离不开想象。想象是创作者在现实生活的基础上，经过联想和夸张而创造出来的新形象；想象可以调动各种艺术手段更完美、更具体地表现人们所向往的理想境界。其现实生活及自然景物的动态之美，超现实、超时空的速度之美，改造现实改造自然的变化之美，都可以在动漫作品得到完美的体现。动漫中运动着的画面，比现实生活更温馨，更生动，更幽默，其感人的情节和生动的场景比人性更勇敢，比真实更美丽，所以我借助了丰富的想象选择了《神奇的画笔》这一题材，用之于我的动漫作品中。试图通过原创二维图像动画和三维动画结合等多种表现形式与制作的依据、主要解决的问题及其动画的发展前景等方面予以论证，并探讨“新类型动漫电影”，如何采用2D与3D相结合的技术，使绘画与卡通结合，泥塑与诗境结合，动画与实景结合，绘画动画与3D动画结合，产生平面与三维结合的动画效果，较好地完成了两个不同空间技术的结合，营造一种视觉奇观，给人以新的视觉感受和思考，尤其是作品中的特效动画、特效电影更给人以耳目一新之感。它是人们寄托理念、梦想的载体，人们可以通过这个载体，寄托自己的美好理想和对未来世界的追求与向往。从而开拓出动画创作的多元化发展趋势。
二、灵感来源
《神奇的画笔》灵感来源于被誉为现代童话的电影《谁陷害了兔子罗杰》。这部充满独创精神与发明的影片，一个吸引人的故事情节及出色的剧本设计――1988年迪斯尼出品的《Quiveut la peau de Roger Rabbit》，导演Robert Zemeckis，故事取材于1981年，加里・沃尔夫笔下的漫画小说《谁给兔子罗杰判了刑》，描述了40年代好莱坞一个“动画城”中的动画角色和真人雇主之间的纠纷。
影片情节是：40年代后期，洛杉矶有一片划归卡通动物族类居住的地区，称为“图恩城”。卡通明星兔子罗杰因疑心妻子杰西卡另有外遇，拍戏时常常因走神忘了台词，遭到他的搭档娃娃哈曼的奚落。卡通电影公司老板马隆便雇佣私人侦探埃迪去查明情况，并拍下杰西卡的照片，好让罗杰下定决心，斩断情缘，专心投入卡通系列片的拍摄。埃迪因自己的弟弟特迪不久前被“图恩城”的卡通角色暗害，也急于早日追出凶手，便慷慨地将此事承诺下来，由此引发了一连串的玄妙情节。
《谁陷害了兔子罗杰》被称为动画史上的里程碑，它首次将真人与动画结合在一起，著名影星鲍勃・霍金斯和一大群卡通人物搭档在同一个银幕空间演出，背后有上百名的动画制作人员。
影片中有大量经典的卡通人物登场（几乎上世纪40年代所有的动画明星全部登场），结合真人，幕后杰出的动画设计师们通过《谁陷害了兔子罗杰》而衍生了全新的动画技术：用全新的光影技术创造更为逼真的动画以及三维效果；大量的移动镜头以减少乏味的静止环境影像；努力使得卡通与真人在现实世界完美地结合。
影片以瑰丽奇幻的色彩和异想天开的创意引人入胜，影片编导以重新复制40年代处于黄金时期的迪斯尼卡通王国作为叙事策略，并采用80年代电影科技的最新手段，将真人与卡通角色巧妙地融汇在一起，赋予了卡通电影以新的风貌、新的魅力，创造了卡通电影的新纪元。这一切对我创作《神奇的画笔》产生了极大的影响。
三、《神奇的画笔》中三维动画与二维动画的联系
3D与平面设计相比：三维动画多了时间和空间的概念，它需要借鉴平面设计的一些法则，但更多是要按影视艺术的规律来进行创作，将3D动画结合在2D的场景里，让朴素的效果产生了强烈的视觉冲击力。
2D动画是以一张一帧的形式预先存在的，最终都会以复杂的联系方式在动画中进行调用，以此来实现想象世界中丰富的内容。因此即使是3D纵横的现在，配上一款画面丰富、风格独特的2D动画也是相当抢眼的。近两年，有人对2D使用了显卡加速，但显卡技术注定2D图形是通过3D技术进行加速的，即单张的图形或动画，还是以3D计算帖图的形式进行，这样通常可以保证2D图形的运行可以达到很高的速度，但是这类技术也不是很全面，瓶颈主要在显存帖图数量的限制和3D显卡技术标准不一，导致个别显卡运行不了，像素点阵技术也是较早期的2D技术。2D和3D比较容易区分，最简单的区分是3D能转换成360度视角。
2D图形内容只有水平的X轴向与垂直的Y轴向，传统手工漫画、插画等都属于2D类。它的立体感，光影都是我自己绘制模拟出来的。
3D三维（XYZ），图形内容除了有水平的x轴向与垂直的Y轴向外还有进深的Z轴。与二维的区别是，三维图形可以包含360度的信息，能从各个角度去表现（模型）。三维图形的立体感、光景效果要比二维平面图形好得多，它的立体、光线、阴影，都是真实存在的（但对于我们这个真实的世界来说它还是虚幻的）
原创动画《神奇的画笔》主要解决的问题，2D的统一、2D和3D的结合、陶土人物制作、停格动画的拍摄、合成，及其手绘、配乐等。
三维动画软件Maya，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。建模、灯光、材质、特效、渲染，都要通过3D软件来实现。
首先便是建模，在创作出了人物的形象之后，便在3D软件中建立出人物形象，和动画中需要用3D实现的东西。
之后便是做出人物的动作：通过建立出来的人物的骨骼，让人物根据故事情节在场景中做出各种姿态各异的动作，最后渲染出整个完整的3D动画。
Adobe After Effects是制作动态影像设计不可或缺的辅助工具，是视频后期合成处理的专业非线性编辑软件。
我的动画作品《神奇的画笔》，主要的特色在于结合了三维的更立体的动画和二维的平面绘画动画。
四、动画主题的特色
为突出《神奇的画笔》主题的表现特色是：让画面伴随着不同的视觉效果，通过媒介传达离奇想象（甚至是不合理或抽象、怪异奇幻的），我在设计中，对故事构架、情节编排、人物造型设计、背景刻画等方面，都运用了非凡的想象力来讲述一个现代童话故事，以瑰丽、奇妙的色彩和异想天开的离奇效果，来吸引不同年龄、不同层次的人群；使影片创意独具特色，让卡通角色与真人同台演出，把卡通世界与现实生活结合在一起，充分发挥了动画造型的设计优势，其角色的动作性强，活灵活现，妙趣横生，极尽喜剧夸张效果，把动画主人公杰西（神奇的画笔中的小男孩）的性格塑造得真诚、善良、无忧无虑、活泼可爱，极富魅力。
在动画《神奇的画笔》的创作过程中，结合了自己在图形设计方面的实践和研究，以及自己对艺术的研究和体会，并且从大量的相关资料、动画、电影、网络、文学、评论、文献等知识中汲取创作灵感，再根据自己多年来的生活阅历、知识积淀，将一个生动的故事情境，运用现代高科技创新手段，将传统与浪漫、虚构与真实的动漫情节，用独特的动势，叠加的画面，跳跃的节奏，动感的韵律，变幻的镜头，完成对《神奇的画笔》的解读和构建。其神奇的意境，动人的传说和充满韵律感的动画组接，把许多特别而离奇的画面一一呈现。
五、后期特效――结合二维图像动画和三维动画
动画《神奇的画笔》，在After effects做后期的特效，加平面动画时，应该注意到的是图形动画的速度以及整个动画的速度，从而才能产生更加逼真、形象的动画效果。像这样需要第二次合成图形动画的动画，更重的一点是把2D的绘画动画和原有的3D动画紧密、自然地结合起来，比如在动画中的一些场景，主人公通过画笔画出2D的动画，这样就必须使3D和2D两部分动画很好的结合，从而才能产生生动、离奇的特殊效果来。此外After effects中还能在动画后期处理的时候加入很多特别的效果，更丰富了这种富有想象力题材动画的最后效果，使之更生动、感人。
六、音效――视觉形象和听觉形象相互补充
动画电影是视觉与听觉、音乐、音响（包括对白和旁白）等元素组成的综合艺术。视觉形象和听觉形象相互补充，浑然一体，才能产生最佳的艺术效果，因此，音乐在动画电影中非常重要。音乐的节奏可以与人物动作的节奏配合。音乐节奏的速度、节拍以及乐曲旋律的起伏、强弱、高低、快慢等都是与动画作品的变化相应统一、浑然一体的。音乐的节奏是整部影片节奏的基础与前提。动画音乐可以为动画渲染气氛，为动画营造立体的效果，引导剧情的发展以至于带动影响观众的情感等等。
在动画《神奇的画笔》中，慢与快的节奏连接，慢奔跑的节奏、跳跃的节奏、越来越快的电子乐、混合的杂声、模拟自然的声音。惊讶、叹息、欢笑、呐喊，隐隐藏在极快节奏的音乐中，使得整个动画更加生动。奇异的电子乐仿佛营造出一种离奇的超时空的感觉。电子乐模拟出的鸟叫声、风流动的声音，还有清澈的流水声配合欢快的节奏，流露出欢悦的情绪。
在动画中小男孩的语言多为感叹词，表示惊讶、感叹、赞叹的声音，如：啊、噢、嗨哟、哎呀等。
总之，我的制作意图旨在突出其人物的惊叹、赞叹、感叹、惊讶等超群想象，无需其他语言，这样可以给观众留下更多的思考空间。
七、创作依据
现代传播媒介，让人们不再用单一的思想来考虑问题，而是用独特的、新奇的、异想天开的超现实的动态之美来展示一切事物的灵魂，这是一切艺术的最高标准。因此，我运用了2D和3D相结合的制作特点，突出其两者的反差，产生想象的奇特效果，使色调和谐统一，画面吸引人的看点。2D是平面动画，其人物及景物多由单线平涂构成的，这种动画类型具有极强的可操作性和艺术性，因此是最传统、最常见的。2D动画结合在3D的场景里，使朴素的效果产生了较强的视觉冲击力，再加上动画中的艺术品――黏土动画的离奇想象，更会给人耳目一新之感。
《神奇的画笔》不仅仅是一个视觉成就，它也给动画创作带来了新的发展空间，它可以使我们把头脑中想象的事物更具象，更直观地显现在观众面前，较好地完成了两个不同空间技术的结合。通过这种形式，给人以新的视觉感受和思考，其中的特效动画、特效电影给人以耳目一新之感。它是人们寄托自己理念、梦想的一个载体，就如同电影、电视一样，是一种思想的表现形式；人们可以通过这个载体寄托自己的美好理想，以及对未来世界的追求和向往。
八、结论
二维和三维将来的发展如何，虽然宫崎骏说过：“传统的手绘动画才是最能表达艺术的最佳效果的。”但随着科技的进步，一些传统的东西也许会被先进的技术所代替的，二维与三维的结合形式也许会大幅度的攀升。
篇4
目的应用实时三维超声心动图（RT3DE）技术评价房间隔缺损（ASD）患者右心室功能及其影响因素。方法应用实时三维长轴八平面法（LA 8plane）测量并比较20例ASD患者及20例正常对照者右室舒张末期容积、收缩末期容积及右室射血分数，并将ASD患者射血分数与缺损最大径、年龄、肺循环与体循环血流量之比（Qp/Qs）进行相关分析。结果ASD患者右室舒张末期容积、收缩末期容积均大于对照组，右心室射血分数明显低于对照组。射血分数与缺损最大径、Qp/Qs高度相关(r= -0.72，-0.67，P
【关键词】 实时三维显像 右心室功能 房间隔缺损
Abstract:ObjectiveTo assess the right ventricular function and its determinants in patients with atrial septal defect using real-time three-dimensional echocardiography. MethodsThe right ventricular end-systolic volume， right ventricular end-diastolic volume， right ventricular ejection function in 20 atrial septal defect patients and 20 health inpiduals were measured by RT3VE and the correlation between the right ventricular ejection fraction and the largest size of defect， age and the ratio of pulmonary to systemic flow (Qp/Qs) in ASD patients was evaluated. ResultsThe right ventricular end-diastolic volume (RVEDV) and right ventricular end-systolic volume (RVESV) of ASD group were higher than those of the control group， but the right ventricular ejection fraction (RVEF) was obviously lower than that of the control group. In the present study， the RVEF of ASD group was correlated with the largest defect size and Qp/Qs (r= -0.72，-0.67，P
Key words:Real-time three-dimensional imaging； Right ventricular function； Atrial septal defect
右心室容积和射血分数是评价右室功能的重要指标，房间隔缺损（ASD）患者右心室容积和功能的准确评价对其病情程度估价、治疗方案选择及疗效预后判断有重要临床价值［1］。本研究旨在应用实时三维超声心动图(RT3DE) 长轴八平面法（LA 8-plane）评价ASD组和正常对照组右室容积及功能变化，并探讨影响ASD患者右心室收缩功能的主要因素。
1 资料与方法
1.1 研究对象20例继发孔型ASD患者，男8例，女12例，年龄7～54岁，平均(28.4±10.8)岁。所有患者均为窦性心律，心功能Ⅰ～Ⅱ级。20例年龄、性别匹配的正常人为对照组，心电图及常规超声心动图检查正常。
1.2 仪器与方法
1.2.1 仪器Philips IE33彩色超声诊断仪，配备实时三维探头X3-1（频率1～3MHz），二维相控阵探头S5-1（频率为2～4MHz）。TomTec Research-Arena三维图像处理工作站。
1.2.2 RT-3DE检查方法受检者取左侧卧位，同步记录心电图。选用实时三维探头显示清晰的心尖四腔切面置于显示屏中央后，触动仪器面板上的“Full-volume”键，此时显示屏上出现两幅互为正交的二维图像。此时启动采图键获取全容积成像数据库，所有图像均存储于仪器硬盘中，检查结束后刻录于光盘保存供嗣后分析。
1.2.3 二维超声心动图检查采用S5-1二维探头，于左心长轴切面及大动脉短轴切面测量主动脉瓣环和肺动脉瓣环直径（Ds及Dp），利用脉冲多普勒于心尖五腔切面和大动脉短轴切面分别记录主动脉瓣环和肺动脉瓣环水平的收缩期血流频谱，分别测量其流速积分VTI。
1.2.4 资料分析将存储在光盘上的全容积三维数据输入工作站。应用任意旋转切割功能将右室置于参考平面的中央，在冠状面、矢状面和短轴面三个相互正交的平面上分别同时显示心尖四腔观、右心两腔观和短轴观。将图像停帧于收缩末期和舒张末期，选择每隔22.5°旋转一次的八平面法逐点勾画右室心内膜。完毕后自动显示右室收缩末期容积、舒张末期容积和射血分数。
通过切割旋转，将心房间隔置于参考调节平面的中轴线上，从右房面剖切出房间隔缺损的正面观，在一个心动周期的动态变化中，选取测量出缺损最大径。
Qp/Qs的计算：应用公式πD2/4分别求出肺动脉瓣环和主动脉瓣环面积，再根据以下公式［2］计算出Qp/Qs，(Qp=肺动脉瓣环面积×肺动脉瓣口VTI，Qs=主动脉瓣环面积×主动脉瓣口VTI)。
1.2.5 统计学处理测量数据用±s表示，两组数据之间的比较采用配对t检验。P
2 结果
LA 8-plane测量的ASD患者右室收缩、舒张末期容积均较正常对照组明显增加，右心室射血分数较对照组明显降低(P均
RT3DE技术测量的ASD最大径为(2.69±0.89)cm，Qp/Qs值为（2.32±1.01），RVEF与缺损最大径、Qp/Qs高度相关（r = -0.72，-0.67，P0.05)。
3 讨论
M型及二维超声心动图是最早于评价心功能的超声技术，作为一种无创、简便、可重复性好的检查方法在临床应用广泛，由于左心室较为规则的形态特点，使得二维超声技术主要用于左心室功能的测定。右心室形态复杂，呈新月形，肌小梁丰富且具有一个相对独立的流出道，因此基于假设的几何形态来推算其容积的二维超声方法有其局限性［2］。而临床评估右室容积的技术如心室造影、磁共振心脏成像、核素心室显像及CT轴位成像存在有创性、辐射损害或某些禁忌症［3］。三维超声心动图技术则不受上述因素的影响，测量心室容积和功能准确［4，5］。近年来，实时三维超声技术在心室容积和功能方面的应用日趋成熟，长轴平面法对心室整体容积和功能评价的动物和临床研究均表明其重复性好、准确性高［6，7］。
本研究表明LA 8-plane测量的ASD患者右室收缩、舒张末期容积均较正常对照组明显增加，右心室射血分数较对照组明显降低。ASD由于左向右分流的存在，首先累及右心，主要表现为右心容量负荷过重。随着病程的延长，长期左向右分流的存在必将导致右心扩大，右心功能下降，而房间隔连续完整时，不存在分流现象，则右心容量正常。当房间隔出现缺损时，由于正常左心房压力(8～10 mmHg) 高于右心房压力(3～5 mmHg)，通过缺孔的分流方向为由左房至右房，使肺循环的流量可数倍于体循环，因此，肺循环与体循环之比值能够反映分流量的多少，该比值越大，右心室容量负荷越重，右心功能越差，反之亦然。在本研究中右心功能与肺循环与体循环之比值呈高度负相关亦说明该比值和右心功能存在反比关系。此外，本研究还表明，右心室射血分数与缺损最大径相关性良好。因为ASD的分流量取决于缺损面积和流速积分的乘积，而分流速度由左右心房的压差决定，这一压差较室间隔缺损的分流压差小得多。故ASD的分流速度低，分流量则主要由ASD面积决定。由于房间隔缺损的缺孔多为圆形或椭圆形，因此缺损最大径亦可反映ASD的分流量，当该径线越大，分流量越大，右心室容量负荷越重，右心功能则越低。因此，缺损最大径和肺循环与体循环之比值可对右心功能有一定的估测作用。实时三维超声心动图LA 8-plane法能准确评价并比较ASD患者及正常人右室容积与收缩功能变化，为临床早期无创准确评价右室形态功能及指导临床治疗提供有力手段。应用实时三维超声心动图技术的局限性在于成像过程中，受检者的呼吸过深、心律失常或移动将造成图像重组的错位，造成伪影，影响右室内膜面的手动勾画。
【参考文献】
［1］ Di Salvo TG， Mathier M， Semigran MJ， et al. Preserved right ventricular ejection fraction predicts exercise capacity and survival in advanced heart failure［J］.J Am Coll Cardiol， 1995， 25:1143.
［2］ Heusch A， Lawrenz W， Olivier M， et al.Transesophageal 3-dimensional versus cross-sectional echocardiographic assessment of the volume of the right ventricle in children with atrial septal defects［J］.Cardiol Young， 2006， 16: 135.
［3］ Nesser HJ， Tkalec W， Patel AR， Quantitation of right ventricular volumes and ejection fraction by three-dimensional echocardiography in patients: comparison with magnetic resonance imaging and radionuclide ventriculography［J］. Echocardiography， 2006， 23: 666.
［4］ Fujimoto S， Mizuno R， Nakagawa Y， et al. Estimation of the right ventricular volume and ejection fraction by transthoracic three-dimensional echocardiography a validation study using magnetic resonance imaging［J］.Int J Card Imaging 1998，14: 385.
［5］ Vogel M， Gutberlet M， Dittrich S， et al. Comparison of transthoracic three dimensional echocardiography with magnetic resonance imaging in the assessment of right ventricular volume and mass［J］.Heart，1997，78:127.
篇5
关键词： 体绘制； 人脸识别； 三维图像； 相似性模型
中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）24?0019?04
Optimization research of face recognition algorithm based on volume rendering thinking
HUANG Xiaoping
（School of Electromechanical and Quality Technology Engineering， Nanning University， Nanning 530200， China）
Abstract： The traditional face recognition algorithm is used mainly for the two?dimensional positive image recognition. The algorithm performance will be greatly reduced when the human body posture and external environment have changed significantly， so it is unable to obtain the accurate identification results. The volume rendering algorithm conducts drawing for the three?dimensional data field， and the drawed image can describe the internal details of the face， so the accuracy of face recognition can be improved. Therefore， a face recognition algorithm based on volume rendering thinking is proposed， in which the two?dimensional face library is clustered according to the clustering thought， and the similar face models are constructed on the basis of each classification. The face volume data is constructed by the algorithm of shear deformation system to realize the coordinate system transformation of face volume data and synthesis of face three?dimensional images. The facial features are acquired in face three?dimensional image， and the similarity model is used to conduct matching analysis for the face key feature existing in the same database， then face recognition is completed. The experimental results indicate that the proposed algorithm has high recognition rate and robustness for the face images with different expressions and different illumination conditions.
Keywords： volume rendering； face recognition； three?dimensional image； similarity model
0 引 言
人脸识别技术应用广泛，并且随着社会的发展，不同场合对个体身份识别提出了更为严格的要求[1?3]。传统的人脸识别算法主要解决二维正面图像识别，如果人体姿态发生明显变化，或外界环境发生显著变化，则算法性能大大降低，无法获取准确的人脸识别结果[4?6]。体绘制算法针对三维数据场进行绘制，绘制的图像能够描述人脸的内部细节，可提高人脸识别精度，因此该种算法成为人脸识别领域相关人员分析的热点。
当前的人脸识别算法较多，文献[7]提出基于轮廓线的方法，基于一系列图像塑造人脸的三维模型，研究人脸模型的面貌曲率，采集轮廓线中的特征点，完成人脸识别；但是该种方法对人脸几何特征具有较高的敏感性，局限性较高。文献[8]依据平均曲率从人脸图像中采集凸区域，运算不同人脸凸区域间的相关矩阵，基于该矩阵完成人脸识别；该种方法精度较低，容易产生误判。文献[9]提出了一种基于深度图像标定人脸区域，通过多阶段融合方法，实现人脸的有效识别；但该种方法消耗能量较高，识别效率低。文献[10]分析了一种快速三维人脸识别方法，通过采集人脸上半部分特征，将特征投影到非线性空间，再经过支持向量机进行人脸识别；但算法的计算量大，十分耗时。
为了解决上述分析的问题，本文提出了一种基于体绘制思维的人脸识别算法，依据聚类思想对二维人脸库进行聚类，再在各分类的基础上，构建人脸相似模型。通过错切变形体制算法，构建人脸体数据，合成人脸三维图像，再从该人脸三维图像中获取人脸特征，利用相似性模型对人脸关键特征进行匹配分析，完成人脸身份识别。实验结果说明，所提算法对于不同表情和不同光照条件下的人脸图像，都具有较高的识别率和鲁棒性。
1 基于体绘制思维的人脸识别系统框架
依据传统相似模型框架，本文提出了基于体绘制思维建模的人脸识别系统框架，如图1所示。
图1 系统架构图
本文通过相似性运算模块，按照输入的二维图像，在n个相似模型基于相似性最大原则获取一个相似模型进行模型匹配。在塑造n个相似模型过程中，基于聚类思想先对二维人脸库进行聚类，再在各分类的基础上，构建相应的相似模型。基于输入的二维人脸图像切片序列，通过错切变形体制算法，对人脸体数据进行塑造，完成体数据坐标系统的转换和人脸三维图像的合成。再从合成的人脸三维图像中采集人脸特征，利用相似性模型对获取的人脸关键特征同数据库已有的特征进行匹配分析，完成人脸身份识别。
2 塑造相似模型
2.1 模型人脸选择
运算二维人脸图像同相似模型间的相似性时，给定模型的组合参数，则可获取新的模型人脸[（SMOD，TMOD）]，再计算输入二维人脸同相似模型间的相似性。人脸相似模型的表达式为：
[SMOD=S+i=lmalsi， TMOD=T+i=lmblti] （1）
式中：[a]和[b]表示模型的组合参数；[S]和[T]分布表示人脸二维图像的横坐标和纵坐标；[S] 和[T]则表示人脸二维图像横纵坐标的均值。分析式（1）可得，通过调控模型组合参数[a]，[b]，相似模型能够产生大量的模型人脸，本文选择平均脸作为人脸相似模型，由式（1）可知，应设置[a]，[b]中的所有[al]和[bl]都取0，则由相似模型产生的新模型人脸就是平均脸[（S，T）]。
2.2 相似性的计算
获取的平均脸[F（S，T）]是一张二维人脸，形成一张能够进行相似运算的二维图像，还应获取相似模型的人脸姿态、摄像机状态、光照环境等，最终得到的二维平均人脸图像为：
[Imodel（x，y）=（Ir，motel（x，y），Ig，model（x，y）），Ib，model（x，y））T] （2）
式中：[Ir，motel]表示不同人脸姿态相似模型；[Ig，model]表示不同摄像机状态下相似模型；[Ib，model]表示不同光照环境下相似模型，则输入的二维人脸图像为：
[Iinput（x，y）=（Ir（x，y），Ig（x，y），Ib（x，y））T] （3）
两张人脸图像的全部相似和色阶的欧几里得距离为：
[E=x，yIinput（x，y）-Imodel（x，y）2] （4）
式中：[Iinput]表示待识别的二维图像模型；E的大小描述了两张人脸相似性的大小，其值越高相似性越低，反之越大。n个相似模型可产生n张对应的平均人脸，E最小的平均人脸对应的相似模型则是同二维输入图像最相似的相似模型，也就是人脸相似模型。
3 人脸识别过程
三维人脸图像包含较多的信息，人脸识别是提供一张未知身份的人脸图像，将该张图像与一个身份已知的人脸数据库图像进行对比分析，进而明确改张人脸的身份。
3.1 基于体绘制算法的人脸三维图像重建流程
人脸识别过程中需要获取人脸特征点的三维数据分布，本文基于体绘制算法塑造人脸三维图像模型，再从该模型中采集人脸特征点，进而采用相似模型对人脸特征点进行匹配分析，完成人脸身份识别。
本文采用错切变形体绘制算法，实现人三维图像的重建，详细的流程图如图2所示。
错切变形算法主要是对人脸体数据进行塑造，完成人脸体数据坐标系统的转换和三维人脸图像的合成，具体的过程为：
（1） 读入二维切片序列塑造人脸三维体数据，依据人脸二维切片的大小依次读入数据，每张二维切片中依据行列顺序读入相应的数据，将读取的数据存储在数据组结构中。结束数据读入工作后，应构建人脸体数据场的物理标系，为数组中的绘制数据设置惟一的物体坐标值。将原始视矩阵设置成单位矩阵。
图2 错切变形体制流程图
（2） 将人脸坐标变换成标准人脸坐标，再按照视线完成视矩阵的校正确保校正后的视矩阵转换到人脸观测坐标系。
（3） 对校正后的视矩阵进行错切变形分解，获取错切矩阵和变形矩阵，确保错切坐标系中的第三坐标轴同视线方向平行，再将错切坐标系规范化，同时对错切矩阵和变形矩阵校正处理，进而获取人脸标准错切坐标系。
（4） 在人脸标准错切坐标系进行投影操作，基于重采样和图像合成原理，在人脸标准错切坐标系中，进行二维切片内的重采样处理，再对重采样值按照传递函数进行颜色和不透明度的映射，基于合成算子沿视线进行人脸图像合成，同时投影到中间投影平面，最终产生中间图像。
（5） 变形形成最终图像，对变形矩阵进行降维处理，获取用于二维图像的变形矩阵，并将该变形矩阵作用于中间图像，变形后获取的图像则是人脸三维图像。
3.2 代码设计
本文通过标准 C++语言和 Opengl 图形库实现上文描述的错切变形算法，该算法的具体实现用伪代码描述算法为：
procedure Umonin（erlom）
Qsddm（BxsomWriik）；
AnalysisEdge（）；
Synthetic（）；
Deformation（）；
AccordingFaceimage（）；
end
其中：Umonin（erlom）是主函数，用于完成erlom 体数据的绘制；Qsddm（BxsomWriik）可将视矩阵依据错切变形分解理论，分割成错切矩阵以及变形矩阵，同时将主轴信息存储下来；AnalysisEdge（）对中间图像的边缘盒进行运算，同时运算各张切片在中间图像的左上角和右下角点的坐标，进而在运算各张切片对中间图像的价值度过程中，仅对同切片对应的中间图像进行检索和合成；Synthetic（）完成图像的合成；并且在在合成图像过程中，需要依据切片顺序，融合各张切片和中间图像。Synthetic（）函数的伪代码为：
procedure Synthetic（）
for（n=0； n
for（xi=xi_start； xi
for（yi=yi_start； yi
contribution = resample（xi，yi）；
color = C（contribution）；
uqionm = EirongePllon（（Econtribution））；
ContributionToPoint（xi，yi）；
end
end
end
end
合成完成后即生成中间图像。Deformation（）通过后向变形法，对合成的中间图像进行变形处理，产生最终的人脸三维图像。该函数先按照变形矩阵，运算中间图像在最终图像中的包围盒，再运算包围盒中的点在中间图像中的坐标，依据坐标位置在中间图像中完成重采样，获取的重采样值则为最终图像中相关点的颜色值； AccordingFaceimage（）应用OpenGL 的纹理贴图性能，确保最终图像显示到屏幕中。
3.3 三维人脸特征提取和识别
基于错切变形体绘制算法，重建三维人脸图像，再从该三维人脸图像中采集人脸特征。应先匹配三维人脸图像空间坐标进行匹配，通过深度图像处理技术分析人脸曲面的曲率等特征，分割人脸曲面凹凸区域，采集人脸正侧面轮廓边缘，将采集到的特征当成识别的要素。本文基于图像灰度提取三维人脸特征，依据人脸不同区域的灰度变化情况，先匹配人脸三维图像空间方向，再将图像从空间域转换到频率中进行操作，最终获取人脸关键特征。
基于采集到的人脸关键特征，通过人脸相似模型同数据库中已有的图像进行对比，完成人脸识别。相似模型在识别人脸过程中，先匹配人脸总体轮廓和三维空间方向，再在保持姿态稳定的状态下，对人脸图像不同特征点进行匹配，这些特征点通过人脸图像特征采集过程获取。匹配过程中按照人脸特征向量的统计相似度完成分析，如果相似度处于一定的区间中，则为识别结果。相似度运算公式为：
[S=k1（t1-p1）2+k2（t2-p2）2+km（tm-pm）2] （5）
式中：[ti]表示待检验样本的特征向量的第i个特征分量；[pi]是样本库中样本的特征向量的第i个特征分量；[ki]是第i个特征分量的权值，m是特征向量的维数。
4 实验分析
本文实验选择AR人脸库进行实验，如图3所示，选取 AR人脸库包含105人，其中（a）～（e）为表情变化库，（g）～（l）为光照变化库。实验前先将图片处理，将其缩放到 46×62大小。
图3 AR人脸库
4.1 表情变化实验
在AR人脸库上，针对不同的表情变化人脸图像图3（a）～（f），采用本文算法和轮廓线算法进行识别，得到的结果用表1描述。分析表1可得，本文算法对于不同的人脸表情具有较高的识别率。
表1 AR人脸库中表情不同下不同算法的识别率 %
4.2 光照变化实验
在AR人脸库上，针对不同的光照状态下人脸表情变化图像图3（g）～（l），实验分别对比两种方法对应不同人脸图像的识别率。分析表2可以看出，在不同的光照条件下，本文算法对于不同的人脸表情图像的识别率不低于93%，且远远高于轮廓线算法，具有较高的优越性。
表2 AR人脸库中不同光照条件下不同算法的识别率 %
4.3 识别精度对比
为了显示本文人脸识别算法相对于轮廓线算法在识别效率上的优越性，在AR人脸数据中任意选取了80张人脸图像进行实验。两种算法对于实验人脸的识别精度对比结果如图4所示。
图4 识别精度对比
分析图4可以看出，本文算法在进行人脸识别时的精度远远高于轮廓线算法，并且对人脸样本的数量不敏感，说明本文算法具有较高的鲁棒性。
5 结 语
本文提出了一种基于体绘制思维的人脸识别算法，依据聚类思想对二维人脸库进行聚类，再在各分类的基础上，构建人脸相似模型。通过错切变形体制算法，构建人脸体数据，实现人脸体数据坐标系统的转换以及人脸三维图像的合成，从人脸三维图像中采集人脸特征，利用相似性模型对人脸关键特征同数据库已有的特征进行匹配分析，完成人脸身份识别。实验结果说明，所提算法对于不同表情和不同光照条件下的人脸图像，具有较高的识别率和鲁棒性。
参考文献
[1] 陈炳权，刘宏立.基于二次修正的 LRP 算子和稀疏表示的人脸表情识别[J].中南大学学报：自然科学版，2014，45（5）：1053?1058.
[2] SINAN N， ROZIATI Z， SAMEEM A K. Detecting face in colored images using multi?skin color models and neural network with texture analysis [J]. Malaysian Journal of Computer Science， 2013， 26（2）： 101?123.
[3] STEFANOS Z， GRAY A A， MARK F H， et al. Face recognition and verification using photometric stereo： the photoface database and a comprehensive evaluation [J]. IEEE Transactions on Information Forensics and Security， 2013， 8（1）： 121?135.
[4] FEMANDES S， BALA J. Performance analysis of PCA?based and LAD?based algorithms for face recognition [J]. International Journal of Signal Processing Systems， 2013， 1（1）： 1?6.
[5] KATSIMEROU C， REDI J A， HEYNDERICKX I. Face detection in intelligent ambiences with colored illumination [C]// Proceedings of 2013 International Symposium on Ambient Intelligence. Salamanca： Springer， 2013： 195?204.
[6] TORU N， TAKAHIRO H， TETSUYA T， et al. RGB?D based 3D?object recognition by LLC using depth spatial pyramid [J]. Information and Communication Engineers， 2013， 112（441）： 43?48.
[7] SURYA P A， SHAILJA S. Automatic face detection using color based segmentation & eigen face?based facial recognition [J]. International Journal of Enhanced Research in Science Technology & Engineering， 2013， 2（11）： 1?10.
篇6
【摘要】 目的 探讨多层CT血管造影对胰腺癌胰周血管侵犯的判断及其临床意义。方法 使用TOSHIBA Aquilion 16层螺旋CT对胰腺癌患者进行增强扫描，动脉期和门脉期胰周主要血管CTA 三维成像。分别利用三维图像和单纯轴位图像，对胰周血管是否受累进行判别及评价，并与手术对照。结果 手术病人42例，CTA三维图像显示血管受侵28例，CT单纯轴位图像显示血管受侵25例，术中所见血管受侵29例。CTA三维图像判断血管受侵敏感性为93.10%，特异性为92.31%，CT单纯轴位图像判断血管受侵敏感性82.76%，特异性为92.31%。结论 相对于CT单纯轴位图像，术前多层CT血管造影判断胰腺癌的胰周血管是否受侵，对手术更具有前瞻性指导意义。
【关键词】 胰腺癌；体层摄影术;X线计算机；CT血管造影（CTA）；胰周血管
随着多层CT及高压注射器的广泛应用，胰腺癌CT检查及诊断有了长足的进步。我们应用多层CT对我院临床胰腺癌的患者进行了增强扫描检查，利用后处理软件进行了动脉期及门静脉期胰周动静脉CTA成像，显示胰周血管是否受侵，对这一方法及其意义进行探讨。
1 材料与方法
1.1 临床资料 选取2005年1月～2006年6月本院42例临床胰腺癌的患者，其中男30例、女12例，年龄分布在46～84岁，平均69.4岁，行上腹部CT平扫及增强扫描。
1.2 技术方法 使用Toshiba Aquilion 16层螺旋CT扫描仪。在进行上腹部CT平扫后，使用高压注射器经手背静脉团注对比剂欧乃派克(300mg I/ml)90ml，流速为3ml/s。注射造影剂后开始三期动态增强扫描，采集层厚1mm，重建间隔0.8mm，螺距15(0.938)，120kV，135mAs，动脉期扫描时间为28s，门静脉期扫描时间为55s。将获取的动脉期及门静脉期原始轴位图像传至Vitrea 2后处理工作站，进行胰周主要血管CTA三维成像，成像方法主要为容积重建（VR）、最大密度投影（MIP）及曲面重建（CPR）等。动脉期及门静脉期CT轴位图像重建层厚为7mm。
1.3 图像分析 分别以三维图像和单纯轴位图像对胰周血管是否受累进行影像学评价及判别。所观察的胰周血管：(1)胰周动脉，包括腹腔动脉干(CA)、肠系膜上动脉(SMA)、脾动脉(SA)、肝总动脉(CHA)；(2)胰周静脉，包括门静脉(PV)、肠系膜上静脉(SMV)、脾静脉(SV)。
1.4 评估标准
（1）肿瘤包绕血管的程度 Lu[1]等将胰腺癌与血管的关系分为0～4级。0级:未包绕；1级:3/4周径。肿瘤包绕血管周径的1/2作为胰腺癌能否切除的分界点。
（2）血管狭窄程度 分为0～3级。0级无狭窄；1级:变扁；2级:狭窄；3级:阻塞/血栓形成。胰腺癌能否切除的分界点定在血管狭窄程度的1级与2级之间。
（3）血管边缘不规则 有不存在与存在两种。前者认为可切除，后者认为不可切除。
按以上3项标准，其中如有1项达到不可切除的定义范畴，影像学判为胰周血管受侵。
1.5 统计学处理 利用SPSS 11.5 软件配对卡方检验进行统计学分析。
2 结果
2.1 CT显示血管受侵情况
42例患者，CTA三维图像显示血管受侵28例，CT单纯轴位图像显示血管受侵20例。
2.2 手术所见血管受侵情况
42例患者在CT检查后1个月内均行手术治疗。术中所见血管受侵29例，未见血管受侵13例。
2.3 比较各项方法的统计学差异
CTA三维图像判断血管受侵情况与外科判断结果统计学相关性：P＝1.000；单纯CT轴位图像判断血管受侵情况与外科判断结果统计学相关性：P＝0.219。三维图像和单纯轴位图像判别胰周血管是否受累，与外科手术中判断，差异均无统计学意义；CTA三维图像判断血管受侵情况与单纯CT轴位图像判断结果统计学相关性：P＝0.375，判断血管受侵，两种CT图像之间差异也无统计学意义。
而CTA三维图像判断血管受侵情况敏感性93.10%，特异性为92.31%，单纯CT轴位图像判断血管受侵情况敏感性82.76%，特异性为92.31%。CTA三维图像判断血管受侵，较单纯CT轴位图像敏感性有明显提高。
3 讨论
随着多层CT的广泛应用，扫描技术的进一步完善，正确判断胰腺癌手术可切除性已成为当前影像医学研究的重要课题。
胰周主要血管是否受侵是胰腺癌手术可切除性评判的一项重要指标。多层CT因扫描速度明显加快，多层CT使得胰腺行动脉期、胰腺期、门脉期三期扫描成为可能，并且由于各期扫描所需时间短，自最高层面致最低层面均可达相似增强效果[2]。
而且多层CT特别是现有的16层以上的螺旋CT，具有层厚薄、容积数据的采集等优势，重组图像在Z 轴上具有更高的空间分辨力，使得图像质量在空间各向同性方面有了大幅度的改善[3]。
对于胰腺癌病人CTA扫描时相的选择，国外学者[4，5]一般都采用动脉期和门脉期，观察胰周主要动静脉与胰腺肿瘤的关系，并对血管的形态密度进行评估，来确定血管的受累情况。
CT单纯轴位图像在观察血管的走行以及形态方面具有其局限性。一方面因重建厚度的原因，血管与轴位多有一定夹角，所显示密度受到部分容积效应的影响，CT单纯轴位图像对血管周径的显示具有一定程度上不真实性。另一方面血管走行并不与常规成像层面相平行或垂直，对CT单纯轴位图像连续观察血管管径，判断血管受累长度造成一定困难。
胰周血管CTA三维成像，可利用多角度旋转，特别是VR 图像给人以较强的三维立体感，观察者可以从多个角度观察血管的形态密度，避免了单纯轴位图像的单一性、片面性。
如果投影角度适当，MIP图像对于一些血管细微结构的改变甚至血管腔内密度差异的病变都能得到最佳程度的显示。另外，由于CTA 技术保留了原始数据的空间解剖关系，可选取血管结构为观察对象，追溯血管走行曲线，利用CPR技术，可完整展示血管腔内结构及周围的关系。对于走行无明显规律的胰周小静脉，CTA三维成像也能直观完整地加以显示。
我们利用胰周血管CTA三维成像不仅对血管是否受侵可以满意显示，对血管病变可作定性分析；同样通过观察肿瘤包绕血管的程度，血管狭窄程度，血管边缘不规则程度，以及受累血管的长度，我们能对血管受侵进行定量评估，见图1～6。
图1 MIP显示腹腔干及其分支受侵犯，腹腔干及其分支均见明显狭窄 图2 VR显示脾动脉受侵犯，脾动脉血管边缘不规则 图3 VR显示脾静脉受侵犯，脾静脉明显狭窄，管腔变扁 图4 MIP显示脾静脉受侵犯，脾静脉内充盈缺损，血栓形成 图5 MIP显示肠系膜上静脉受侵犯，肠系膜上静脉明显狭窄 图6 CPR显示因门静脉受侵犯，胃左静脉扩张明显，并在肝门部汇入门静脉
我们在18例胰腺癌患者CTA三维图像中也发现胰周小静脉的扩张。Hommeyer[6]等提出胰周小静脉扩张的机制主要有:1、门静脉和肠系膜上静脉受累，使汇入其内的属支小静脉扩张;2、胰腺癌侵及胰腺表面的静脉，未受侵的静脉代偿性扩张，引流胰腺大部分血液。Hommeyer等的研究表明胰周小静脉扩张作为血管受侵标准，肿瘤可被切除及不可切除的准确率都能得到一定程度提高。CTA三维成像中，胰周小静脉的扩张能得到直观快捷的显示，这在单纯CT轴位图像很难完成。
在42例患者中，胰头癌对肠系膜上静脉的侵犯，CTA与术中所见对血管是否受侵的判断中有一定分歧。1例CT判为血管受侵，术中未见血管固定，外科判断血管未见明显受侵。因术中考虑患者年龄大，肝功能不正常，未行根治术，故未得到血管壁是否受侵的病理组织学依据。
另2例患者CT判为肠系膜上静脉未见受侵，而术中见血管固定，未行根治术，改行胆肠吻合术。我们考虑术中所见血管受侵，而CTA判为血管未见受侵，原因可能有以下几条：① 胰腺癌多为浸润性生长，肿瘤与血管及其他正常组织并无明显的界限，而CT对胰腺癌病灶的直接判断可能只局限在病灶的主要部分，肿瘤边缘浸润血管壁在CTA三维成像中尚不能如实地反映； ②由于静脉管壁较动脉薄弱，部分肿瘤侵犯血管，发生管壁浸润和侵蚀，血管的内膜受侵程度尚轻，CT的分辨率不能显示。③ 胰腺肿瘤周围多有慢性反应性炎症[7]，炎症造成血管周围的粘连，术中可见血管固定。
我们认为CTA作为一种检查手段，从成像原理上说它依赖于组织的密度差异。当组织密度差异极小时，CTA的诊断价值受到限制，对肿瘤组织的显示及其对血管的侵犯评估造成一定不足。
总之，CTA以其特有的无创、方便、准确的优势，成为影像学判断胰腺癌胰周血管是否受侵的主要方法。胰周血管CTA三维成像判断胰腺癌对胰周血管的侵犯，较单纯轴位图像更具直观性，提高判断的敏感性。术前多层CT血管造影对胰腺癌的胰周血管是否受侵的影像学判别及评价，对于外科手术更具有前瞻性指导意义。
【参考文献】
［1］ Lu DS，Reber HA，Krasny RM，et al.Local staging of pancreatic cancer: criteria for unresectability of major vessels as revealed by pancreaticphase thinsection helical CT［J］.AJR，1997，168:14391443.
［2］ 李卉，周康荣，曾蒙苏，等.多层螺旋CT胰腺三期增强扫描的临床价值［J］.临床放射学杂志， 2004，23(7):593 596.
［3］ 蒋涛，刘光华，程万里，等.MDCTP 对肝硬化门脉高压侧支循环血管的显示价值［J］.放射学实践，2005，20(9):771774.
［4］HortonKM，FishmanEK.Multidetector CT angiography of pancreatic carcinoma: part1，evaluation of arterial involvement［J］.AJR，2002，178(4): 827831.
［5］HortonKM，FishmanEK.Multidetector CT angiography of pancreatic carcinoma: Part2，evaluation of venous involvement［J］.AJR，2002，178(4): 833836.
篇7
CBCT成像原理将可产生锥形束X射线的球管和平板探测器或X线图像增强器相向固定在C形悬臂上，围绕被检查者做环形二维数字投照，一次扫描（时间为10～70s）就可获得不同角度的二维投射图像，后经成像软件的处理生成高分辨率的三维图像。CBCT与体层CT的主要不同之处在于体层CT采用扇形线状X线连续旋转获取图像，所得的是一维投影数据，经计算机生成二维图像数据，再将二维切片堆积重建为三维图像。
2CBCT三维成像技术的临床应用
2．1口腔种植学中的应用
口腔种植修复时，为了提高种植成功率和减少术后并发症的发生，术前需要尽可能多地获取植入区的骨质信息。在这方面CBCT具有明显的优势，CBCT不但可以显示颌骨的三维形态结构，而且还可以重建出与牙列垂直的曲面断层图像、侧断面图像及三维图像，立体全面地评估牙槽嵴形态及其相邻重要解剖结构，CBCT的这些诊断价值明显优于二维图像。种植体周围的骨质情况直接关系到种植体的稳定性，进而影响愈后及种植成功率。CBCT可以以不同的精度生成种植体周围骨质的三维图像，为判断骨质情况提供有价值的信息。RitterL等分别用CBCT扫描测量和用组织病理学测量植入狗下颌骨的26枚种植体周围骨质厚度，结果发现两者具有高度一致性，平均偏差0．06～2．61mm。这表明，CBCT可为判断种植体的愈后提供很好的参考信息。
2．2口腔颌面外科中的应用
2．2．1定位下颌神经管及颏孔
在涉及下颌骨区的手术中，为了避免损伤下牙槽神经和颏神经，关键是要在术前准确定位下颌神经管和颏孔的位置，但是由于它们的位置在不同个体间有较大差异，大约1％～10％的人还有副颏孔，距离颏孔约4．1～6．3mm，因此，要将其准确定位有一定的难度。通过CBCT扫描，下颌神经管、颏孔和副颏孔的解剖学位置可以得到准确的定位。有研究报道采用CBCT定位颏孔，准确率可以达到100％（N＝96）。Rosa等通过分析352例下颌部的CBCT图像发现，CBCT不但可以显示颏神经血管束在下颌骨前部的走行特征，还可精确测量其长度。这些结论可为准确定位下颌神经管及颏孔的位置，提供可靠依据，从而确定下颌骨区手术的安全深度和范围。
2．2．2确定下颌第三磨牙与下颌神经管的关系
下颌第三磨牙拔除术中，如果损伤下牙槽神经将会造成严重的后果。以往的报道称，第三磨牙拔除术损伤下牙槽神经的总体风险约0．4％～6％。因此，为了降低风险，术前通过影像学评估二者的关系显得尤为重要。Jun等用CBCT研究在曲面断层片中显示为下颌神经管和第三磨牙重叠的病例，结果表明第三磨牙牙根有21．3％与下颌管相接，32．8％与下颌管相分离，只有45．9％在下颌管内。另外，CBCT还可以清楚地分辨和显示第三磨牙的牙根数目和解剖形态，在预测第三磨牙拔除后下颌管暴露时，具有93％的敏感性和77％的特异性。可见，CBCT在定位下颌神经管与第三磨牙位置关系时具有较高的准度。
3牙体牙髓病中的应用
影像学检查贯穿于牙体牙髓病治疗各个阶段，它是诊断牙体牙髓病变，检测根管预备形态，评价根充质量以及预后效果的最基本和最重要的手段。牙根纵折常常发生在根管治疗后的牙齿中，因其症状通常难以与根管治疗失败造成的症状相区分，因此在临床上比较难以做出明确的诊断。临床经常采用拍摄根尖片的方法来诊断，但由于成像角度的影响，大约只有1／4到1／3的折裂线可以在根尖片上观察到，与之相比，CBCT具有更高的准确性。PWang等对128位患者的135颗疑似纵折牙分别通过根尖片与CBCT进行诊断，最后与外科探查结果进行对比，结果发现根尖片准确率为87．5％，CBCT为97．5％。临床通常采用分析根尖片上根尖周透射影大小的方法来诊断、描述根尖周炎的病情以及评价预后。但是由于二维的X线牙片反映出的根尖周骨质的情况不够全面，也无法判断早期的根尖周病变以及骨质吸收的方式和程度，因此容易出现漏诊的情况。Lofthag－Hansen等将36名患者的46颗牙齿分别用X线根尖片和CBCT两种方法评估根尖周情况，结果：通过根尖片诊断32颗牙有根尖周病，而CBCT诊断为42颗牙有根尖周病。Liang等分别用CBCT扫描和根尖片投照63颗人造根尖周炎牙齿模型，结果根据CBCT做出的诊断准确率达100％，而根尖片的准确率为67％。临床上根尖囊肿和根尖肉芽肿难以用影像学进行鉴别，而CBCT有望在此方面提供更多的鉴别信息，JingGuo等根据36颗根尖周有病变的牙齿的CBCT影像来鉴别根尖囊肿和根尖肉芽肿，并将鉴别结果与最终的组织病理学结果进行比对，结果根据CBCT影像所作鉴别诊断的准确率达77％。
4口腔正畸学中的应用清晰、准确的放射图像
对于正畸治疗具有重要的作用。CBCT三维重建技术可大大提高正畸病例诊断的准确性，也可为治疗计划的制定和实施提供可靠的指导。韩剑丽等对25例正畸患者进行CBCT扫描重建，结果重建图像可以清晰显示异位牙、阻生牙的牙根长度、形态，弯曲牙根与牙长轴所成的角度；立体显示异位牙与邻牙的空间位置关系，邻牙的牙根吸收情况等。CBCT对上颌埋伏阻生牙的矫治也有很好的指导意义，汪学华等对24例上颌埋伏阻生牙矫治中采用CBCT中进行检查，结果CBCT能准确定位埋伏阻生牙，与颌骨内的所见实际情况完全一致，大大提高了埋伏牙正畸牵引的成功率。CBCT的三维图像在分析Bolton指数方面也有所作为，CelikogluM等分别使用CBCT和石膏模型研究26名正畸患者的Bolton指数后发现二者的结果具有很强的正相关性（Pearson＇s相关系数0．637～0．916），认为CBCT可以代替传统的石膏模型来分析Bolton指数。
5牙周病学中的应用牙周炎的诊断和治疗
不仅需要详细的临床探诊，更需要清晰的影像学检查，三维CBCT图像可以清楚、准确地反映釉牙骨质界整个环形区域的牙槽嵴水平情况，FleinerJ等在一个颅骨上选定12颗实验用牙，而后分别用人工探诊和在CBCT图像上测量各牙釉牙骨质界处的骨质丧失情况，结果发现两者的总体偏差仅为0．36～0．69mm，其中小于0．5mm的偏差占83％，这表明CBCT在诊断牙周病方面具有很高的准确性。CBCT在诊断根分叉病变中也有很高的准确性，QiaoJ等对比20颗上颌磨牙的CBCT影像和牙周手术中所探测的根分叉病变情况，结果两者的吻合率达82．4％。
6展望
篇8
【关键词】 断面解剖
Threedimensional reconstruction of YaMen Acupoint's regional anatomic structure
【Abstract】 AIM: On the base of the sectional images， reconstruction and cut of body were performed using the 3D reconstruction software in computer to demonstrate the anatomic structures from different layers where the acupoint lies in. METHODS: Faultage specimens of the area of YaMen Acupoint were shot into images， which were put into the computer. The input was reconstructed with software into stereo shape or cut into planes to show the structure around the acupoint. RESULTS: The sagittal plane， coronal plane and horizontal plane of the area of YaMen Acupoint were obtained. CONCLUSION: The reconstructional images made of the entity images with the software show the clear structures， bright color and satisfactory resolving power， which provides pharmocological basis for clinical application and mechanism research.
【Keywords】 sectional anatomy; 3D reconstruction; YaMen Acupoint
【摘要】 目的：利用三维重建软件在断面图像的基础上、在计算机上进行人体的重建和切割，从多层面显示穴位所处的各种解剖结构. 方法：将制作的哑门穴所在部位的断面标本拍摄成图像输入计算机，利用软件进行重建和切割. 结果：得到经哑门穴所在部位的矢状、冠状、横断和斜切面. 结论：实体图像经软件重建和切割后，图像结构清晰，色彩鲜明，具有满意的分辨率. 为临床应用和机制研究提供形态学依据.
【关键词】 断面解剖；三维重建；哑门穴
0引言
形态解剖学研究表明，穴位是多种正常组织共同组成的、具有一个多层次空间立体结构的区域. 这些研究成果对证实经穴的存在和组成具有重要意义，而更重要的是对于针灸学教学和临床应用，直观地显示经穴区域的解剖位置和结构. 过去，经穴区域解剖结构的研究多采用器械操作的方法，费时费力，没有可重复性，标本利用率低. 计算机图像重建技术的出现较好地解了这一问题. 目前，计算机三维重建技术已被应用于人体器官重建，但未见到对该穴位区进行结构重建的报道. 我们［1］应用自己编制的三维重建软件，对连续切割的头部断面图像进行重建，从而可以对穴位所在区域的解剖结构进行仔细观察.
1材料和方法
1.1材料①尸体经甲醛固定（男性，40岁，病故，头颈部没有病变），用于断面切割. ②试剂：均为化学纯. 购自上海市药品站的有：100%乙醇、苯酚、丁酮、多聚甲醛（每瓶均为500 mL/瓶），工业甲醛和ABS（规格均为500 g/瓶）；大红颜料（30 g/瓶）来自上海马利颜料厂；肝素（2 mL*10/瓶）来自上海市龙华医院.
1.1.1主要硬件配置科海电脑（PentiumⅢ500，科海计算机公司），美能达照相机（X500，日本美能达照相设备公司），低温冰柜（ELQC32，商邱低温设备部），Sony摄像机（M3500，Sony公司），HP扫描仪（IIEX，科海电子总公司），尸体切断机（34110，日本Katoman Seisakvsho光电公司），高速钢刨（1900B，中国海爱尔机电设备公司），电钻（JIZSD036A，上海日立电动工具公司）.
1.1.2主要软件配置①操作系统：Win98/95简体中文版；②应用软件：Office97中文版， Photoshop5.0英文版，Photostyler2.0英文版，三维重建软件（由本课题组与华南师范大学计算机研究所联合编制，应用Borland C++语言编写）.
1.1.3定位标准1990年颁布的《中华人民共和国国家标准经穴部位》.
1.2方法用ABS溶液灌注血管至充盈，ABS溶液中加入适量的大红油画颜料，以便在断面以及切割平面中显示大血管. 依据国家标准将哑门穴定位，定位后低温(-30℃)冰冻，取出用高速钻头在穴位区打孔，深度为常用穴位针刺深度，再用红色橡皮泥填塞，用于在断面中显示穴位所在区域. 制作一个与标本大小相符合的木制标本盒，放入冷冻标本，逐次加水冰冻并在多个冰层中放置定标物，直至将尸体全部覆盖. 由于水是逐次加入包埋尸体，且标本盒上口敞开，因此水在0℃以下结冰时向上膨胀，对尸体造成的影响甚小，可以忽略（Fig 1）.
图1未经处理的原始切割图片 (略)
按图像免配准技术（详见讨论）的要求，将摄像机和照相机位置确定，并在每次切割时保持位置不变. 将标本盒取出、固定后，用高速钢刨以
拍摄的照片经扫描仪输入计算机，图像处理软件只保留组织结构图像，按顺序保存为图像库.
利用三维重建软件分别重建出正面图像和背面图像，并在此基础上分别进行人体矢状切面、冠状切面和穴位所在的各角度平面的切割.
2结果
经处理后用于哑门穴三维重建成的图片200张. 将处理后的图片按顺序编号后，用重建软件进行外形及各种切面的重建，得到重建后的正、背面图像各一幅，能清晰地分辨出面部各器官；得到经哑门穴的矢状、冠状和斜切面各一幅，穴位、血管、肌肉等组织结构可以较清晰地分辨出来.
转贴于
哑门穴矢状切面图像较清楚地显示出大脑、小脑和脊髓等结构的形态，可以清楚地看到大脑及小脑皮质和髓质的分布. 由于在制作断面标本时尸体僵硬，致使摆放的头部位置向右偏，所以图像中可以看到侧脑室. 哑门穴深面正对延髓部位. 另外还可以看到眶腔、鼻腔和口腔内的结构（Fig 2）.
图2经哑门矢状断面图像 (略)
在哑门穴冠状切面图像上，图像中黄褐色的为筋膜组织，深褐色或黑色的为肌肉，位于哑门穴两侧的肌肉为头半棘肌. 图像中还可以看到端脑枕叶的皮质和髓质（Fig 3）.
图3经哑门冠状断面图像 (略)
在哑门穴水平切面图像上，可以看到小脑半球底面的形态，小脑前方的圆形白色结构是延髓，位于哑门穴两侧的深色肌肉为头半棘肌. 在图像前部的是鼻中隔及下鼻甲（Fig 4）.
图4经哑门水平断面图像 (略)
哑门穴的斜切面是一幅前后位图像，图像后部正中的哑门穴为红色标记. 在穴位一侧，浅层的深色薄层结构为头夹肌，深层的为头半棘肌，并可看到哑门穴深面正对延髓（Fig 5）.
图5经哑门斜切面图像 (略)
3讨论
计算机三维重建技术在中医学领域中的应用并不多. 在穴位解剖方面，上海中医药大学的严振国教授和余安胜教授对内关、足三里穴进行了三维图像和立体构筑研究，分别提出了“内关穴的立体构筑理论”和“足三里穴的立体构筑理论”［2］. 穴位立体形态结构是临床医生和针灸研究者所关心的问题，能够揭示进针层次和附近重要结构，对穴位治疗的实验研究和临床应用将起到非常重要的作用［3］. 本项目是利用三维重建技术对中国人的穴位组织结构进行重构，将计算机的三维重构技术运用到中医针灸腧穴解剖形态研究中，在国内刚刚起步，国外尚未见报道［4］.
在对穴位结构进行重建的过程中，如何取得清晰的二维图像是一个关键性的技术，因为二维图像的清晰度直接影响到重建后的三维图像质量. 在预实验时曾设想用数码像机拍摄，以方便输入计算机，但由于手中的数码像机分辨率不是很高，其图像质量不如高级中焦相机的照片质量，于是采用相机拍摄再将照片扫描入计算机. 如果有分辨率很高的数码像机，图像质量会大大提高.
图像的输入采用照片扫描输入，扫描分辨率采用1024×768，属于较高分辨率. 扫描分辨率的高低直接影响图像细微结构的清晰度，采用普通的800×600，则会损失较多像素；而扫描分辨率太高，则使图像文件过大，引起文件存储及处理困难.
进行穴位断面图片处理的目的就是使图片断面结构更清晰更真实，并以某些定位标准进行图片的准确定位，即以其中的一张图片为标准参照，让其他所有穴位断面图片中的定位标志物和标准参照物的定位标志物准确地重叠在一起，从而保证了三维重建课题的穴位断面图片的位置连续性. 为了避免由于配准所带来的误差，以及由于配准所带来的巨大工作量，在解剖三维图像重建中对二维图像的数据采集设计了一套免配准的图像数据采集方法，即在整个操作过程中，保持断面、照像机几何位置的固定，从而为以后的二维图像标定打下良好的基础［5］.
经络与穴位的解剖学多媒体教学目前正处于起步阶段，它具有提高教学和临床治疗效果的广阔前景. 穴位解剖结构三维图像重建是一项全新的课题，在现有解剖三维重建以及多年从事经络穴位断面结构的研究基础上，建立“中国三维穴位人”，在“中国三维穴位人”中逐步将全身穴位进行解剖学三维图像重建，可以方便而逐步观察全身各个经络和穴位与其周围组织的关系，结合多媒体技术，通过计算机屏幕显示中国三维穴位人图像，使解剖和腧穴教学简便、生动.
【参考文献】
［1］ 余安胜， 赵英侠， 李西林， 严振国. 内关穴的三维图像重构形态学研究［J］. 上海针灸杂志， 1996；15(1):30-31.
［2］ 刘利兵， 陆松鹤， 张英梅， 陈健康， 黄裕新. 电针刺大鼠足三里对胃功能影响中神经的作用［J］. 第四军医大学学报，2003；24（5）：封3.
［3］ 余安胜， 赵英侠， 严振国， 李西林， 张建华. 足三里穴巨微结构形态观察［J］. 针刺研究，1998；（1）：76-79.
篇9
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.03.231
头影测量分析是正畸治疗过程中的重要组成部分，口腔颌面部影像从二维到三维的发展，使得颌面部锥形束CT(CBCT)在头影测量学中的研究成为热点。就CBCT在正畸头影测量分析中的应用的最新发展做一综述。
CBCT技术及其特点
CBCT技术采用锥形X线束投照，经过人体后由二维固态的探测器或无定型硅板接收。锥束直径4～30cm，只需180°～360°扫描获得满足各个方向重建所需的容积数据，依靠特殊的反投影算法重建出三维图像。
CBCT的使用目前仍需考虑视野大小和图像质量的平衡点问题，将随着技术的不断改进及大尺寸平板探测器成本的降低得以解决。
CBCT与头影正测位测量分析
传统的头影测量分析：传统头影测量分析采用X线头影测量技术，通过测量X线头颅定位照相所得的二维影像，对牙、颌、颅面各标志点描绘出一定的线角进行测量分析，从而了解牙、颌、颅面软硬组织的结构。
运用CBCT进行的头影测量分析：目前，三维头影测量分析仍无统一标准，利用CBCT进行头影测量仍是将其转换为二维图像进行测量。使用InVivo软件(CA)将CBCT所得数据生成头颅正侧位片，并输出到头影测量分析软件中进行数字化描记和测量，方法同传统头影测量法。
CBCT转化头影测量片特点
定点可靠性：头影测量的定点误差取决于医师对头颅侧位片中解剖结构的分辨能力和高质量的头颅正侧位片。头影测量分析前，可对医师进行培训和标准一致性试验，定点分析可在必要时多次测量，则所得的数据更加可靠而且具有头颅解剖结构的再现性，可以减少主观上的定点误差。三维图像重建可避免解剖重叠和放大率造成的问题，使得定点更加准确。刘怡等研究对比正畸患者CBCT转化头颅侧位片与传统头颅侧位片的定点精确性发现前者定点精确性更高，尤其在颅底点(Ba)，耳点(P)，眶点(O)，前鼻棘点(ANS)，上齿槽座点(A)，下颌角点(Go)，以及切牙及磨牙的尖点，均较传统头颅侧位片要高。与传统头影测量片相比，CBCT的定点位置并无明显不同，运用假设发现率方法进行调整发现两种方法的定点差异幅度不会达到临床意义(0.5mm)。
测量准确性：常用头影硬组织测量项目包括角度测量和线性测量两部分。对于线性或面部比例(LAFH/TFH：下面高/全面高，PFH/AFH：后面高/前面高))测量，三维图像与二维图像无明显差异。至于角度测量，除经过蝶鞍点的测量角外，其余三维图像测量与二维相似。CBCT图像重建所得数据可以用来模拟后前位、全景、侧面头影测量片。体外对干颅骨进行常规头影测量项目测量，CBCT重建所得的测量值与传统头位测量片相似，适合于做纵向研究。
放射剂量：有报道，孕妇长时间暴露于X线照射可导致低体重儿得产生，因此，影像学诊断手段的放射剂量评估非常重要。根据2007年国际放射防护委员会(ICRP 2007)有效放射剂量测定标准，螺旋CT放射剂量是中等视野CBCT的1.5～12.3倍。
头部位置的影响：Malkoc S等研究发现头部位置旋转14°，传统头侧位片的线性测量和角度测量结果改变16.1%到44.7%，受头部位置影响大小排序以次是头侧位片、后前位片、颏顶位片。在测量过程中对传统头影测量分析片测量值的还受医师的技术程度、患者的解剖特征及耳点定位等的影响。如果要反映头颅结构的真实信息，则需要完整的三维影像。
图像无放大：使用CBCT时，投照放大率在初始重建时由计算机可校正。一个已知长度的标准件经 CBCT 投照重建可以得到1:1的影像，从而避免了X线投影所造成的放大误差。
CBCT技术结合simplant软件进行头影测量
simplant是一种进行三维头影测量分析的软件，目前正在起步阶段，三维影像测量分析方法需建立新系统规范以明确其精确度和准确性。新的三维测量坐标系统包括：坐标原点、基准平面、测量标志点、三维参考平面和测量项目等。
降低CBCT辐射剂量的研究
为避免患者接受CBCT的辐射，有学者提出将二维图像转化为三维图像的算法。加速CBCT配置滤线器可在改善图像质量的前提下降低扫描剂量。因此运用CBCT进行头影测量分析具有广泛的前景，为广大正畸医师所欢迎。
参考文献
1 王婷,厉松.Cone-beam CT技术及其在口腔正畸学中的应用进展［J］.北京口腔医学,2011,19(2):113.
2 谷妍,严斌,赵春洋,等.锥状束CT在正畸学中的应用研究［J］.口腔生物医学,2010,1(2):90.
3 张志君.口腔设备学［M］.成都:四川大学出版社,2008:258-261.
4 Papadopoulos M,Jannowitz C,Boettcher P,et al.Three-dimensional fetal cephalometry: an evaluation of the reliability of cephalometric measurements based on three-dimensional CT reconstructions and on dry skulls of sheep fetuses.J Craniomaxillofac Surg,2005,33(4):229.
5 刘怡,赵健慧,丁云,等.锥形束CT转化头颅侧位片定点精确性的研究［J］.中华口腔正畸学杂志,2010,17(2):61-65.
6 Grauer D,Cevidanes L S H,Styner M A,et al.Accuracy and Landmark Error Calculation Using Cone-Beam Computed Tomography-Generated Cephalograms.Angle Orthod,2010,80(2):286-294.
7 Yitschaky O,Redlich M,Abed Y,et parison of common hard tissue cephalometric measurements between computed tomography 3D reconstruction and conventional 2D cephalometric images.Angle Orthod,2011,81(1):11-16.
8 Van Vlijmen OJC,Bergé SJ,Swennen GR,et parison of Cephalometric Radiographs Obtained From Cone-Beam Computed Tomography Scans and Conventional Radiographs.J Oral Maxillofac Surg,2009,67(1):92-97.
9 Ludlow JB,Ivanovic parative dosimetry of dental CBCT devices and 64-slice CT for oral and maxillofacial radiology.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,2008,106(1):106-14.
10 Malkoc S,Sari Z,Usumez S,et al.The effect of head rotation on cephalometric radiographs.Eur J Orthod,2005,27(3):315-21.
11 阎秀林,丁伟忠,张扬.不同耳点对头影测量值的影响及其相关因素分析［J］.中国实用口腔科杂志,2008,1(12):730-731.
12 赵颖.Cone Beam CT技术及其在口腔正畸学中的应用［J］.口腔医学研究,2008,24(5):579-582.
13 衡士超,程勇,李波,等.锥形束CT结合simplant软件在颌面部三维测量中的初步研究.口腔医学研究,2011,27(1):60-63.
篇10
Abstract： 3D visualization is an expression tool and an expression for understanding the features of many geological phenomena such as surface and internal elements. It can reflect the information that two-dimensional images can not express， and 3D image can more easily express the shape of the object so that people can know the shape at a glance. 3D visualization has got rapid development in the last decade， and is indispensable in geological work. High-precision three-dimensional images can assist the completion of geological work. This paper is based on Huize Lead-zinc Ore in Yunnan to extract the 3D visualization of the mining area.
关键词：3D；三维可视化；提取方法；会泽
Key words： 3D；3D visualization；extraction method；Huize
中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0189-03
0 引言
三维可视化作为地质工作中一个不可或缺的重要角色，通过计算机的高精度运算，将地形地貌十分准确逼真形象的显现出来，截止到目前为止，三维可视化在各行各业都有着不同程度的利用，而在地质方面，国内外利用三维可视化技术，运用于提取地形地貌，坡度坡向等专题图，提取线性构造等成功实例不胜枚举，本文以ASTER数据、ETM+数据为对象，基于ENVI、ArcScene为平台建立三维可视化模型。
1 研究区概况
研究区位于云南省曲靖市会泽县矿山镇，地理坐标（西安80坐标系）为东经103° 43'～103°45'，北纬26°38'～26°40'，镇政府离县城60公里，矿山镇是全国著名的铅锌矿产地之一，本次选取的研究区面积约10km2。
2 数据来源
2.1 地形数据
本次工作选取的DEM数据为基于研究区ASTER数据的band 3N和立体后视波段band 3B提取的高程数据，空间分辨率为15m。
2.2 遥感影像数据
本次工作遥感影像数据采用的ETM+数据，ETM+数据选用2010年2月07日拍摄的129/42景ETM+数据，数据标识为LT51290422010038BKT00，影像质量优秀，云量覆盖率低于0.1%。ETM+的空间分辨率为30m，为了更好的显示图像，本次工作将采用ENVI平台下的GS融合方法，选用图像的PAN波段（空间分辨率为15m）与ETM图像融合，使ETM+图像的空间分辨率达到15m，更好的清晰的表达三维立体可视化效（图1）。
■
3 研究方法
3.1 建立DEM高程数据
数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。DEM数据不仅含有地面高程信息，还包含了地貌特性，比如坡度、坡向等信息，同时还能分析地形特征参数，比如山脊线、山谷线、平原、峡谷、河流和沟谷等信息。
基于ASTER数据的band 3N和band 3B波段提取DEM数据，基于ENVI软件平台下的DEM Extraction工具从立体像对数据中提取DEM数据。提取时初步自动选点75个，将不符合相关系数低于0.7的点删除，选取余下的57个点（图2）作为地面控制点提取DEM数据（图3）。
3.2 构建二维地形模型
基于已建立好的DEM高程数据模型，用于研究地形地貌专题图件的研究，通过ARCGIS平台的3D Analyst工具下的栅格表面提取坡度、坡向、山体阴影等专题图件，通过这些图件所反映的信息可以清楚的了解本次研究区的地形地貌信息（图4、5、6）。
■
3.3 构建三维地表模型
在ArcScene软件平台下构建三维地表模型，覆盖在DEM数据上的遥感影像通过不同的波段组合，反映出来的信息也截然不同，通过ETM+数据的band3、2、1波段组合构建真彩色模型（图7），色彩组合接近于自然色彩合成图像以达到人体肉眼的观测的真实色彩，如图绿色覆盖区为植被，淡蓝色覆盖区为水体，浅黄色覆盖区为出露的岩石，但是视觉效果较差，适合于非遥感地质工作者；用ETM+波段的band4、3、2波段组合建立标准假彩色（图8），植被成红色，适用于植被与水体和其他地物的区分，在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面，这是最常用的波段组合；用ETM+波段的band5、4、3波段组合建立遥感影像覆盖（图9），band5、4、3，视觉效果强于3、2、1波段组合，可用于λ体的区分；并且利用arcmap下的线性拉伸和夸张系数，将研究区以合适的比例大小、山体高度等形象的表现出来，为工程（如公路、铁路、管线工程等）设计与施工提供有效合理的依据。
综合考虑三维可视化的波段选择，选取ETM+波段3、2、1的组合方式，该方式更能直接形象的放映出研究区的地理概况，更加符合人眼的视觉效果，同时三维可视化较于二维图像，表达出来的空间信息更多，区域自然地形地貌、水体植被的分布状况在三维图像中一目了然，为计算机运算与人类判读提供良好的互动效果。
4 结论
①地理信息系统（GIS）及三维可视化技术的发展为区域三维地形景观构建与模拟提供成熟、可行、简便的操作平台，对于DEM数据的分析利用构建三维可视化能表达出二维图像所不能表达的空间信息，使人更加通俗易懂，高精度的三维立体图像在地质方面能够起到很重要的辅助作用。
②DEM数据精度越高，所表现出来的立体影像越清楚，对于worldview、快鸟数据以及Google earth等高精度的DEM数据在应用中所构建的立体影像更是可以达到虚拟现实的效果，二维图像和三维图像的结合在表达内容上能达到更好的效果。
参考文献：
[1]郑著彬，任静丽.基于ETM+遥感影像的三维地形可视化实现[J].计算机与数字工程，2010，38（5）：119-121.
