虛擬血管鏡主動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)中基于深度信息的場(chǎng)景分析的研究.pdf

1、本論文提出了一種虛擬血管鏡主動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)中基于深度信息的場(chǎng)景分析的方法，以得到血管樹(shù)形結(jié)構(gòu)，使基于深度信息的虛擬血管鏡主動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)具備快速準(zhǔn)確地引導(dǎo)虛擬攝像機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航和遍歷血管網(wǎng)絡(luò)的能力，最終得到可靠簡(jiǎn)潔的虛擬攝像機(jī)路徑規(guī)劃，提高了虛擬血管鏡作為輔助醫(yī)學(xué)診斷手段的價(jià)值和效率。 虛擬內(nèi)窺鏡是一種利用CT、MRI或PET等斷層成像技術(shù)得到病人數(shù)據(jù)并用內(nèi)窺鏡形式進(jìn)行顯示的技術(shù)，可歸于科學(xué)可視化范疇。因其非介入性而在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)

2、用前景。 在虛擬內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，沿某種路徑移動(dòng)虛擬攝像機(jī)以達(dá)到觀察診斷目的的過(guò)程稱(chēng)為導(dǎo)航目前有人機(jī)交互和主動(dòng)導(dǎo)航兩種導(dǎo)航模式，其中人機(jī)交互模式的虛擬內(nèi)窺鏡系統(tǒng)已應(yīng)用于臨床。主動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)能在盡量少人工干預(yù)的條件下完成導(dǎo)航，避免了迷失問(wèn)題，使缺乏經(jīng)驗(yàn)者也能輕松使用，受到了使用者的歡迎，是目前虛擬內(nèi)窺鏡技術(shù)研究的重點(diǎn)。 本論文介紹了工作的背景知識(shí)和目前國(guó)內(nèi)外對(duì)虛擬內(nèi)窺鏡主動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，在前人工作的基礎(chǔ)上對(duì)基于深度信息的場(chǎng)

3、景分析和血管樹(shù)形結(jié)構(gòu)構(gòu)建過(guò)程進(jìn)行了深入研究。 本論文的第二章提出并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)框架，利用場(chǎng)景各點(diǎn)深度檢測(cè)解決了攝像機(jī)前進(jìn)方向的決策；利用分水嶺分割方法思想定位血管分叉的代表血管分叉點(diǎn)并對(duì)血管分叉點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)以刪減多余血管分支。利用這個(gè)成果在本論文的第三章針對(duì)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)變化詳細(xì)討論了各種情況下血管樹(shù)形結(jié)構(gòu)的修改方法，得到簡(jiǎn)潔可靠的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了血管網(wǎng)絡(luò)的快速遍歷搜索。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程使用了多套腹部和頸部CT數(shù)據(jù)集，以較短的導(dǎo)航