牙種植手術(shù)中牙弓曲面提取算法.pdf

1、計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航是將計(jì)算機(jī)繪制的虛擬模型融合到使用者所看到的真實(shí)世界景象中。使用者可從計(jì)算機(jī)描繪的虛擬模型中獲得額外的信息，從而對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)。計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供給外科醫(yī)生更全面的信息，醫(yī)生在計(jì)算機(jī)屏幕上既可看到病人真實(shí)的環(huán)境和姿態(tài)，又可從虛擬模型中得到其視覺(jué)系統(tǒng)無(wú)法獲得的信息。比如在牙種植手術(shù)中，牙齒通常具有不同的方向和角度，需要進(jìn)行種植的顎骨的結(jié)構(gòu)和密度也有所不同，牙齒的這些信息，能夠準(zhǔn)確的由牙種植輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)

2、提供給醫(yī)生，使手術(shù)能夠順利進(jìn)行。 本文提出了牙弓曲面的概念，并對(duì)牙弓曲面的提取進(jìn)行了研究，提出了一種高效的牙弓曲面提取算法。牙弓曲面基于牙齒的形狀，在3D空間中生成，所以能夠準(zhǔn)確地反映牙齒的3D特征。本文首先對(duì)醫(yī)學(xué)圖像的分割算法進(jìn)行了研究，選取合適的算法進(jìn)行牙齒數(shù)據(jù)的分離；然后應(yīng)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法，對(duì)牙齒數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，分離出牙洞區(qū)域；隨后研究了醫(yī)學(xué)圖像中的中心線提取算法，提出了一種基于距離映射的中心線提取算法，提取牙洞的中心線；

3、最后，從中心線上提取一些點(diǎn)，基于這些點(diǎn)生成牙弓曲面。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1. 討論了醫(yī)學(xué)圖像的快速高效分割。醫(yī)學(xué)圖像的分割可以分成基于模型的分割算法和基于區(qū)域的分割算法。本文研究了各類(lèi)算法的特性，通過(guò)定性定量分析的方法比較分析各類(lèi)算法，最后選用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)分割算法對(duì)牙齒數(shù)據(jù)進(jìn)行了高精度的分割。 2. 對(duì)牙齒數(shù)據(jù)邊界的預(yù)處理進(jìn)行了研究。牙齒數(shù)據(jù)的灰度值在牙齒與牙洞的交界處變化并不明顯，為了更有效的提取牙洞，本文利用

4、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的操作（腐蝕、膨脹、閉運(yùn)算和開(kāi)運(yùn)算）提出了一種降噪算法，對(duì)牙齒數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，清晰化牙齒和牙洞的邊界。 3. 討論了醫(yī)學(xué)圖像中心線提取算法。中心線提取算法可以分為三類(lèi)：手工生成，細(xì)化算法和距離映射算法。本文研究了各類(lèi)算法的特性，通過(guò)定性定量分析的方法比較分析各類(lèi)算法，最后提出了一種基于距離映射的中心線提取算法對(duì)牙洞的中心線進(jìn)行了提取。 4. 基于牙洞的中心線，生成了所需的牙弓曲面。3D空間中生成的牙弓曲面能更準(zhǔn)確