醫(yī)學虛擬內窺鏡系統(tǒng)的研究.pdf

1、醫(yī)學虛擬內窺鏡技術(Virtual Endoscopy VE)是現(xiàn)代醫(yī)學影像技術與計算機圖形學、數(shù)字圖像處理技術、科學可視化技術、虛擬現(xiàn)實技術等現(xiàn)代信息技術相結合的產物.這項新技術通過CT、MRI等醫(yī)學掃描設備獲取人體的二維切片數(shù)據,通過計算機將采集到的體數(shù)據生成人體各個器官的三維模型,之后,對生成的三維模型進行可視化顯示、內窺漫游、病變定位等功能.該技術可模擬傳統(tǒng)醫(yī)用內窺鏡對患者進行內窺檢查,是疾病診斷的一種新的輔助手段,也是手術設計

2、和手術施行的新型輔助工具. 虛擬內窺鏡系統(tǒng)實現(xiàn)主要涉及的關鍵軟件技術有:醫(yī)學圖像分割、三維重建技術、虛擬漫游等. 針對這些關鍵技術,本文展開了如下幾個方面的研究. 在醫(yī)學圖像分割方面,根據人體組織器官的醫(yī)學解剖結構特性,分別采用了SOFM神經網絡和模糊C均值聚類方法,從腹部的序列CT數(shù)據中,正確地分割出每幀切片圖像中的結腸組織區(qū)域,獲得虛擬內窺鏡需要的空腔體數(shù)據. 在三維重建技術方面,分別實現(xiàn)了面繪制中的

3、關鍵算法,即Marching Cube算法,以及體繪制中的關鍵算法,即光線跟蹤算法.同時,針對兩種算法的缺陷進行了改進.并且應用在本文的虛擬內窺鏡系統(tǒng)中,實際結果表明本文的改進方法可以取得良好的效果. 另外在此基礎上,本文還進行了混合繪制技術探索,實現(xiàn)了基于面繪制與體繪制的混合繪制算法. 并且針對本文實現(xiàn)的醫(yī)用虛擬內窺鏡系統(tǒng),提出了面繪制與體繪制在虛擬內窺鏡系統(tǒng)中混合應用的實現(xiàn)方案. 在虛擬漫游技術方面,本文實現(xiàn)