虛擬手術系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、隨著醫(yī)學成像技術的發(fā)展和計算機技術的進步，計算機輔助仿真在外科手術規(guī)劃中起著越來越重要的作用。利用虛擬手術系統(tǒng)不僅可以將患者的身體結構投影到二維平面上來觀察，而且能重建出體內的三維空間模型，使得進行醫(yī)學診斷、治療和分析變得越來越便利。同時，虛擬手術系統(tǒng)也可以作為病人信息管理、圖像處理、可視化操作、圖形處理等多學科交叉及學術研究的軟件平臺。
　　本文在分析和設計虛擬手術系統(tǒng)軟件的基礎上，著重研究了系統(tǒng)中必需的一系列關鍵技術。其中包括

2、圖像對比度調節(jié)、降噪、分割和虛擬組織切割變形方法。這些技術和算法可以被醫(yī)療成像設備以及相關的醫(yī)學軟件所借鑒。具體來講，本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　1.提出一種基于多分辨分析的醫(yī)學圖像對比度均衡算法。該方法有效減少了醫(yī)學圖像閱片時的頻繁調節(jié)窗寬窗位動作，增強了圖像的視覺效果，有助于提高診斷準確率。
　　2.提出了一種基于非局部自適應的方向濾波方法(NL-OMS)。一個好的降噪方法對醫(yī)學圖像的分割和分析有著重要的影響，此方

3、法結合了Mean-Shift和NL-Means濾波的特點，對斑紋噪聲具有很好的抑制作用，同時能較好的保持細節(jié)紋理信息。
　　3.提出了一種基于3D元胞自動機的交互式分割方法。該方法根據MPR圖像平面植入的種子點進行演化，利用金字塔分解來降低分割時的計算量。算法經過GPU并行加速后，可以大幅度減少運算時間。
　　4.提出了一種基于特征點匹配的上下頜網格模型分離算法。該方法可以較完整的分離咬合的上下頜網格數據，利于觀察口腔內部結