豬骨骼系統(tǒng)可視化研究.pdf

1、骨骼是貫穿豬整個機體的支撐性器官，具有重要的生理功能，整體解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜。尤其是顱腔各部，其間各骨塊相互嵌合，差別細(xì)微，難以區(qū)分。因此對豬骨骼系統(tǒng)全面而準(zhǔn)確的虛擬建模是實現(xiàn)豬只整體可視化研究的基礎(chǔ)，更是構(gòu)建數(shù)字化研究平臺的前提、也是最終實現(xiàn)數(shù)字養(yǎng)殖的關(guān)鍵所在。 本試驗通過對正常豬只標(biāo)本進(jìn)行無鋸耗低溫銑切，獲取豬只連續(xù)斷面圖像數(shù)據(jù)集，觀察骨骼系統(tǒng)中各部分?jǐn)嗝娴慕Y(jié)構(gòu)與分布走向；獲取的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)軟件(matlab 6.0)的圖像處理功能

2、精確對位、剛性配準(zhǔn)后：應(yīng)用課題組用Vc++語言自行設(shè)計開發(fā)的圖像分割軟件(visview2.1)結(jié)合人工干涉，在二維斷面圖像上進(jìn)行骨骼系統(tǒng)的人機交互式分割，根據(jù)勾畫邊緣顏色的不同，區(qū)別提取豬全身骨骼系統(tǒng)邊緣輪廓，利用軟件(visview2.1)的圖像處理功能，從二維斷面圖像中提取骨骼系統(tǒng)信息，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能被各種可視化軟件和三維重構(gòu)軟件識別的二維數(shù)據(jù)坐標(biāo)文件(格式為．VOL)，單獨構(gòu)建豬骨骼系統(tǒng)數(shù)據(jù)集，便于后續(xù)工作對數(shù)據(jù)集的校正以及再提

3、取和處理；利用分割軟件色階窗口賦予骨骼系統(tǒng)各部分組織不同顏色，應(yīng)用課題組自行設(shè)計開發(fā)的MC三維體數(shù)據(jù)輸出軟件(volviswer)輸出圖像三維體數(shù)據(jù)，格式為．BMP。利用三維重構(gòu)軟件(Amirina3.1)完成豬骨骼系統(tǒng)各部分的計算機三維重構(gòu)，并實現(xiàn)立體顯示。最后運用相關(guān)可視化軟件(volviswer)，將豬骨骼系統(tǒng)連續(xù)斷面圖像進(jìn)行三維可視化并立體虛擬切割演示，觀察豬骨骼系統(tǒng)各部分三維立體結(jié)構(gòu)、及整體骨骼系統(tǒng)在橫斷面和冠狀面等切面和方位

4、的斷面解剖結(jié)構(gòu)特點，開發(fā)豬骨骼系統(tǒng)教學(xué)演示系統(tǒng)。主要研究結(jié)果如下： 1.獲得國內(nèi)外首套榮呂豬冰凍連續(xù)斷層數(shù)據(jù)集，斷層無鋸耗銑切精度0.5mm，數(shù)字化攝影分辨率1，100萬像素，所對應(yīng)的每個斷面圖像的文件大小為32.9MB，格式為．TIFF。 2.對獲得的標(biāo)本豬只連續(xù)斷層圖像數(shù)據(jù)集，進(jìn)行圖像預(yù)處理和精確配準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換圖像格式，完成了豬體斷面圖像解剖結(jié)構(gòu)的詳細(xì)觀察。 3.運用圖像分割軟件的圖像處理功能，在豬體連續(xù)斷面二維

5、圖像上對豬體各部分骨骼和相關(guān)組織進(jìn)行結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的分割與提取，獲得了國內(nèi)外首套豬骨骼系統(tǒng)數(shù)據(jù)集，總數(shù)據(jù)集大小約為36.0GB。 4.利用三維重構(gòu)軟件(Amirina3.1)在Pentium Ⅳ計算機上完成了豬骨骼系統(tǒng)三維模型的重建，模型完整、逼真，可用于臨床豬骨骼解剖教學(xué)；在可視化軟件(volviewer)下實現(xiàn)了豬骨骼系統(tǒng)的立體可視化，為豬骨骼系統(tǒng)教學(xué)解剖學(xué)的開展提供了可視化教學(xué)平臺，并為計算機輔助構(gòu)建豬全身三維立體模型提供了形態(tài)