基于分形模型的肝內(nèi)微細(xì)管道建模研究.pdf

1、目前外科醫(yī)生對(duì)肝臟病情的判斷有賴(lài)于解剖學(xué)知識(shí)和臨床CT圖片，特別是肝內(nèi)錯(cuò)綜復(fù)雜的微細(xì)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(shù)計(jì)劃的重要依據(jù)。然而由于常規(guī)劑量的造影劑很難到達(dá)微細(xì)管道部分，因此在臨床CT上微細(xì)管道是極難成像的。為此本文嘗試建立一個(gè)微細(xì)管道的數(shù)學(xué)分形模型，該模型能夠在微細(xì)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(xì)管道，從而給肝臟手術(shù)計(jì)劃的制定提供參考。
　　本文首先基于ITK和

2、VTK工具包，實(shí)現(xiàn)了肝臟CT序列的管道自動(dòng)提取和管道細(xì)化功能。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)得到的管道中心線(xiàn)進(jìn)行樹(shù)狀拓?fù)浣?，從而得到整套管道的?shù)狀結(jié)構(gòu)。
　　由于所采用的管道細(xì)化算法僅保留了管道結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)，如果直接從中心線(xiàn)進(jìn)行管道三維重建，會(huì)造成血管有些節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)極小半徑的情況，導(dǎo)致最后的三維模型出現(xiàn)不符合實(shí)際的斷裂情況。針對(duì)該問(wèn)題，本文研究了利用插值算法修補(bǔ)中心線(xiàn)的技術(shù)。首先采用的是線(xiàn)性插值對(duì)血管半徑進(jìn)行重新處理，并且對(duì)線(xiàn)性插值的算法做出改

3、進(jìn)與修正，達(dá)到了較好的結(jié)果;為對(duì)照插值效果，論文同時(shí)使用貝塞爾曲線(xiàn)插值來(lái)平滑管道中心線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)該算法的平滑程度比線(xiàn)性插值算法更優(yōu)，更加符合管道的實(shí)際情況。
　　最后，針對(duì)管道末端缺失的問(wèn)題，論文探討了利用分形模型修補(bǔ)管道的技術(shù)。分形建模過(guò)程首先基于血管的變異分型，然后針對(duì)該分型的每一支主血管分開(kāi)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(zhǎng)度、半徑之差等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，最后得到對(duì)應(yīng)的建模參數(shù)。利用這些參數(shù)，推