医学图像三维重建是医学仿真领域研究的热点问题之一,而网格自动生成技术又是是医学图像三维重建的关键性问题。医学图像三维重建是整个虚拟手术系统的基础部分,虚拟手术系统后期要进行有限元插值计算和切割缝合等操作,因而对虚拟手术几何建模部分提出了很高的要求。 本文从适应有限元计算的经典算法Delaunay算法入手,结合传统的虚拟手术几何建模方法移动四面体(Marching Tetrahedral)方法,提出了一种新的适合医学手术几何建模的方法。该改进的MT算法用标准的正四面体单元取代传统的正六面体单元分割成的四面体单元作为MT算法的网格初始化单元。实践证明改进MT算法的实施使得网格内部单元体质量和边缘分裂四面体质量都有了明显的提高。用这种方法生成的网格内部单元体的大小一致而且质量以达到了有限元方法所要求的理想网格标准,从而为虚拟手术后期有限元插值计算打下了良好的基础。 本文后期运用Delaunay精炼算法的思想,提出了针对改进的MT算法网格边缘四面体进行网格质量判断和提高的优化算法,进一步改进了该算法生成的网格质量。实践证明,本算法执行效率高,适应性强,操作界面友好,稳定性高。 本文注重对虚拟手术几何建模的基本算法的研究,其中对二维Delaunay网格生成算法的思路和有关数据结构做了深入细致的研究,并给出了实验结果。