虛擬手術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助仿真在外科手術(shù)規(guī)劃中起著越來越重要的作用。利用虛擬手術(shù)系統(tǒng)不僅可以將患者的身體結(jié)構(gòu)投影到二維平面上來觀察，而且能重建出體內(nèi)的三維空間模型，使得進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷、治療和分析變得越來越便利。同時(shí)，虛擬手術(shù)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(xué)科交叉及學(xué)術(shù)研究的軟件平臺(tái)。
　　本文在分析和設(shè)計(jì)虛擬手術(shù)系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上，著重研究了系統(tǒng)中必需的一系列關(guān)鍵技術(shù)。其中包括

2、圖像對(duì)比度調(diào)節(jié)、降噪、分割和虛擬組織切割變形方法。這些技術(shù)和算法可以被醫(yī)療成像設(shè)備以及相關(guān)的醫(yī)學(xué)軟件所借鑒。具體來講，本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.提出一種基于多分辨分析的醫(yī)學(xué)圖像對(duì)比度均衡算法。該方法有效減少了醫(yī)學(xué)圖像閱片時(shí)的頻繁調(diào)節(jié)窗寬窗位動(dòng)作，增強(qiáng)了圖像的視覺效果，有助于提高診斷準(zhǔn)確率。
　　2.提出了一種基于非局部自適應(yīng)的方向?yàn)V波方法(NL-OMS)。一個(gè)好的降噪方法對(duì)醫(yī)學(xué)圖像的分割和分析有著重要的影響，此方

3、法結(jié)合了Mean-Shift和NL-Means濾波的特點(diǎn)，對(duì)斑紋噪聲具有很好的抑制作用，同時(shí)能較好的保持細(xì)節(jié)紋理信息。
　　3.提出了一種基于3D元胞自動(dòng)機(jī)的交互式分割方法。該方法根據(jù)MPR圖像平面植入的種子點(diǎn)進(jìn)行演化，利用金字塔分解來降低分割時(shí)的計(jì)算量。算法經(jīng)過GPU并行加速后，可以大幅度減少運(yùn)算時(shí)間。
　　4.提出了一種基于特征點(diǎn)匹配的上下頜網(wǎng)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(wǎng)格數(shù)據(jù)，利于觀察口腔內(nèi)部結(jié)