牙種植手術中牙弓曲面提取算法.pdf

1、計算機輔助手術導航是將計算機繪制的虛擬模型融合到使用者所看到的真實世界景象中。使用者可從計算機描繪的虛擬模型中獲得額外的信息，從而對真實環(huán)境進行增強。計算機輔助手術導航系統(tǒng)能夠提供給外科醫(yī)生更全面的信息，醫(yī)生在計算機屏幕上既可看到病人真實的環(huán)境和姿態(tài)，又可從虛擬模型中得到其視覺系統(tǒng)無法獲得的信息。比如在牙種植手術中，牙齒通常具有不同的方向和角度，需要進行種植的顎骨的結構和密度也有所不同，牙齒的這些信息，能夠準確的由牙種植輔助手術導航系統(tǒng)

2、提供給醫(yī)生，使手術能夠順利進行。 本文提出了牙弓曲面的概念，并對牙弓曲面的提取進行了研究，提出了一種高效的牙弓曲面提取算法。牙弓曲面基于牙齒的形狀，在3D空間中生成，所以能夠準確地反映牙齒的3D特征。本文首先對醫(yī)學圖像的分割算法進行了研究，選取合適的算法進行牙齒數(shù)據的分離；然后應用數(shù)學形態(tài)學方法，對牙齒數(shù)據進行預處理，分離出牙洞區(qū)域；隨后研究了醫(yī)學圖像中的中心線提取算法，提出了一種基于距離映射的中心線提取算法，提取牙洞的中心線；

3、最后，從中心線上提取一些點，基于這些點生成牙弓曲面。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下： 1. 討論了醫(yī)學圖像的快速高效分割。醫(yī)學圖像的分割可以分成基于模型的分割算法和基于區(qū)域的分割算法。本文研究了各類算法的特性，通過定性定量分析的方法比較分析各類算法，最后選用數(shù)學形態(tài)學分割算法對牙齒數(shù)據進行了高精度的分割。 2. 對牙齒數(shù)據邊界的預處理進行了研究。牙齒數(shù)據的灰度值在牙齒與牙洞的交界處變化并不明顯，為了更有效的提取牙洞，本文利用

4、數(shù)學形態(tài)學的操作（腐蝕、膨脹、閉運算和開運算）提出了一種降噪算法，對牙齒數(shù)據進行處理，清晰化牙齒和牙洞的邊界。 3. 討論了醫(yī)學圖像中心線提取算法。中心線提取算法可以分為三類：手工生成，細化算法和距離映射算法。本文研究了各類算法的特性，通過定性定量分析的方法比較分析各類算法，最后提出了一種基于距離映射的中心線提取算法對牙洞的中心線進行了提取。 4. 基于牙洞的中心線，生成了所需的牙弓曲面。3D空間中生成的牙弓曲面能更準確