基于分形模型的肝內(nèi)微細管道建模研究.pdf

1、目前外科醫(yī)生對肝臟病情的判斷有賴于解剖學知識和臨床CT圖片，特別是肝內(nèi)錯綜復雜的微細管道系統(tǒng)的直徑、走行、分布，及管道間的形態(tài)位置，都是制定肝臟手術計劃的重要依據(jù)。然而由于常規(guī)劑量的造影劑很難到達微細管道部分，因此在臨床CT上微細管道是極難成像的。為此本文嘗試建立一個微細管道的數(shù)學分形模型，該模型能夠在微細管道成像失敗的情況下，借助僅有的主干管道成像信息輔助生成微細管道，從而給肝臟手術計劃的制定提供參考。
　　本文首先基于ITK和

2、VTK工具包，實現(xiàn)了肝臟CT序列的管道自動提取和管道細化功能。在此基礎上，針對得到的管道中心線進行樹狀拓撲建模，從而得到整套管道的樹狀結(jié)構(gòu)。
　　由于所采用的管道細化算法僅保留了管道結(jié)構(gòu)的關鍵點，如果直接從中心線進行管道三維重建，會造成血管有些節(jié)點出現(xiàn)極小半徑的情況，導致最后的三維模型出現(xiàn)不符合實際的斷裂情況。針對該問題，本文研究了利用插值算法修補中心線的技術。首先采用的是線性插值對血管半徑進行重新處理，并且對線性插值的算法做出改

3、進與修正，達到了較好的結(jié)果;為對照插值效果，論文同時使用貝塞爾曲線插值來平滑管道中心線，發(fā)現(xiàn)該算法的平滑程度比線性插值算法更優(yōu)，更加符合管道的實際情況。
　　最后，針對管道末端缺失的問題，論文探討了利用分形模型修補管道的技術。分形建模過程首先基于血管的變異分型，然后針對該分型的每一支主血管分開建模。利用Arbaro軟件，根據(jù)成像成功的主干枝節(jié)的角度、彎曲度、管道長度、半徑之差等指標進行調(diào)整，最后得到對應的建模參數(shù)。利用這些參數(shù)，推