基于VKH的三維人體腎臟自動建模與系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、近幾十年來,以計算機斷層掃描技術(CT)、核磁共振成像(MRI)、超聲(US)、磁共振血管造影術(MRA)、人體切片技術等為代表的醫(yī)學成像技術已經廣泛應用于醫(yī)療中,“三維可視化人體”的研究已經被越來越多的國家列入研究重點。本文在相關研究的基礎上,基于VKH數據集圖像,通過數據的預處理,面繪制和體繪制的實現、計算機圖形學交互技術和可視化方法,搭建了一個完整的腎臟的建模與仿真系統(tǒng)。具體包括以下內容:
　　 1.針對VKH數據集的序列

2、切片圖像的預處理,本文研究并實現了相關的繪分割方法,包括基于像素的圖像分割、基于圖論的圖像分割;另外針對腎臟的生理特點,實現了原始圖像中多個區(qū)域的同時分割。另外,還研究了序列圖像配準方法。
　　 2.針對序列圖像的三維重建技術,基于VTK進行了實時的面繪制和體繪制。該過程基于VTK的渲染管線,支持多種格式的序列圖像的三維重建。而且,為了方便后續(xù)的分析處理過程,本文將三維重建得到的面模型、體模型及其紋理以文件的形式存儲起來,使得分

3、析工作從繁雜的重建過程中解脫出來。支持多種格式之間的相互轉換,最大限度的支持3D文件的編輯操作。
　　 3.實現了模型的交互式操作。該系統(tǒng)利用分層設計和模塊化的思想,同時提供包括裁切和測量、組織劃分等功能在內的多種交互操作。模型文件的讀取和渲染、交互操作能夠在普通的PC機上進行實時交互顯示。
　　 本文所涉及到的關鍵技術和算法均己集成到實驗室自主研發(fā)的VRKidney平臺中,相關的實驗結果和應用案例驗證了該方法的正確性與