肝臟虛擬手術(shù)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、肝臟是人體生命活動的最大內(nèi)臟器官，是消化系統(tǒng)中最大的消化腺，是新陳代謝的重要器官，但是肝臟的脆弱性使得肝臟疾病的發(fā)病率非常高。據(jù)統(tǒng)計全國總?cè)丝诘?0％是乙肝病毒攜帶者，每年約有11萬人死于肝癌。肝臟切除和肝臟移植是治療肝臟惡性腫瘤的有效方法，而手術(shù)成功的關(guān)鍵在于體積估計與手術(shù)預(yù)案的準(zhǔn)確性。目前醫(yī)生一般根據(jù)經(jīng)驗在三維影像數(shù)據(jù)上做出判斷確定手術(shù)預(yù)案，無法做出準(zhǔn)確的體積估計和切割位置的選擇，因此用計算機(jī)技術(shù)對肝臟影像進(jìn)行虛擬手術(shù)的模擬和評估是

2、非常重要的課題。
　　 肝臟虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)包括圖像預(yù)處理、圖像分割、體積估計，虛擬切割仿真等功能。本文主要研究圖像預(yù)處理與虛擬切割仿真功能模塊的關(guān)鍵技術(shù)。圖像預(yù)處理就是要增強(qiáng)CT切片圖像中的肝臟信息。虛擬切割仿真就是模擬真實手術(shù)過程，給醫(yī)生良好的手術(shù)體驗。
　　 在圖像預(yù)處理關(guān)鍵技術(shù)的研究中，本文在基于偏微分方程的直方圖均衡化方法的基礎(chǔ)上，提出了一種全局信息與局部梯度信息相結(jié)合的方法。實驗表明可以有效地增強(qiáng)肝臟的CT圖

3、像，解決了肝臟與其周圍組織在CT圖像中的對比度低而難以區(qū)分的問題。
　　 目前臨床上使用的肝臟虛擬手術(shù)系統(tǒng)都以鼠標(biāo)或是簡單力反饋作為輸入，無法給醫(yī)生在三維空間中進(jìn)行手術(shù)的感覺。使用力反饋設(shè)備的系統(tǒng)，不僅價格昂貴、靈活性差，而且精度不高。因此開發(fā)一個能根據(jù)醫(yī)生的手在三維空間中的運動控制虛擬手術(shù)刀運動的系統(tǒng)，可以增加醫(yī)生虛擬手術(shù)的沉浸感。
　　 為了跟蹤醫(yī)生的手在空間中的運動，我們采用精度較高，價格便宜，使用方便的Wiimo