數(shù)字肝臟三維重建技術(shù)的研究.pdf

1、作為非侵入方式，對人體或人體某部分進(jìn)行診斷的醫(yī)學(xué)影像正隨著三維重建及其交互技術(shù)的發(fā)展而受到越來越多醫(yī)生和科研工作者的關(guān)注。具有解毒、排泄、免疫、內(nèi)分泌代謝等功能的肝臟可以說是人體最為重要的組織器官之一，也因此由肝臟病變而引發(fā)的疾病常常是頑疾甚至是致命的。根據(jù)肝臟CT、MRI等醫(yī)學(xué)影像重建的數(shù)字化肝臟模型，在肝病的診斷以及治療方案的決策上都起著舉足輕重的作用。
　　數(shù)字肝臟的三維重建，既可以采用面繪制的方法，也可以采用體繪制的方法。

2、在繪制與交互的速度方面，面繪制要優(yōu)于體繪制，但卻需要生成中間幾何單元（輪廓線或是幾何面片），這個過程涉及到了對目標(biāo)對象的圖像分割。體繪制雖然渲染速度較慢，但卻是對影像數(shù)據(jù)的直接操作，過程中不存在圖像分割并且最大程度地保留下了圖像信息。如果只是對分割后的對象進(jìn)行面繪制或體繪制的影像建模，那么僅僅是滿足了―看的需要，想要實(shí)現(xiàn)手術(shù)仿真就還需要以交互的方式（三維拾取、三維測量等）使用有限元分析構(gòu)建出對象的力學(xué)模型。論文的主要工作如下所述：

3、>　?。?）本文首先使用基于Snake模型、水平集、圖論、Markov隨機(jī)場的分割方法對腹腔CT圖像序列進(jìn)行了分割實(shí)驗(yàn)并簡要地分析了分割結(jié)果。由于腹腔CT圖像本身所具有的復(fù)雜性，例如不同的組織、器官不僅在密度分布上存在著相互重疊，而且在空間位置上相互毗鄰。從分割結(jié)果來看，單使用一種分割方法很難得到令人滿意的結(jié)果。為此，本文借助先驗(yàn)知識并融合閾值分割、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、區(qū)域標(biāo)記等傳統(tǒng)分割方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性分割，并取得了較為滿意的分割結(jié)果。

4、　?。?）使用經(jīng)典的面繪制算法Marching Cubes和體繪制算法Ray Casting對分割后的肝臟圖像序列進(jìn)行了三維重建。其中，在繪制速度和交互性上，面繪制要優(yōu)于體繪制。但在顯示效果和數(shù)據(jù)信息保留上，體繪制要優(yōu)于面繪制。簡單來說，就是面繪制僅僅顯示了肝臟表面的幾何信息，而體繪制還可以顯示出肝臟的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)。
　?。?）針對面繪制重建得到的肝臟模型，本文還借助三維拾取、三維測量等交互技術(shù)以及有限元分析實(shí)現(xiàn)了肝臟的彈性力學(xué)模