基于醫(yī)學(xué)圖像的個性化生物力學(xué)仿真建模系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、基于醫(yī)學(xué)圖像的個性化生物力學(xué)仿真，可以最大限度地忠實(shí)于個性化的解剖結(jié)構(gòu)，對手術(shù)規(guī)劃與導(dǎo)航、治療決策等具有重要的意義。要將生物力學(xué)仿真分析的結(jié)果應(yīng)用于臨床實(shí)踐，其基礎(chǔ)是構(gòu)造反映患者個性化差異的幾何模型，同時模型中所用的參數(shù)、邊界條件等必須盡可能地符合患者真實(shí)的生物特性。目前，對個性化仿真模型以及可用于生物力學(xué)數(shù)值分析的有限元模型的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是要完成從醫(yī)學(xué)切片圖像到直接可用于有限元分析的數(shù)值模型還必須借助多種工具共同實(shí)現(xiàn)，

2、開發(fā)一個方便、有效的集成化系統(tǒng)來簡化這個實(shí)現(xiàn)過程具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 論文主要論述了基于醫(yī)學(xué)圖像的個性化生物力學(xué)仿真建模系統(tǒng)的設(shè)計和具體實(shí)現(xiàn)，以及其中涉及到的重要技術(shù)。首先研究和分析可視化工具包(VisualizationToolkit)和圖像分割和配準(zhǔn)工具包(InsightSegmentationandRegistrationToolkit)的體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵概念，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的圖形、圖像處理和可視化算法打下基礎(chǔ)。然后，從建立系統(tǒng)軟

3、件體系結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析系統(tǒng)需求，制定系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)原則；并且，應(yīng)用面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計技術(shù)，將系統(tǒng)分成預(yù)處理、分割、重建、有限元網(wǎng)格等獨(dú)立模塊，并構(gòu)造模塊之間數(shù)據(jù)交互的管道。在模塊的詳細(xì)設(shè)計和具體實(shí)現(xiàn)中，針對軟件封裝、圖像數(shù)據(jù)管理、圖像分割算法、三維重建算法以及有限元體網(wǎng)格生成技術(shù)等進(jìn)行詳細(xì)的分析和討論，并提供重要的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。最后，提供對人體頸動脈分支及牙齒圖像的分析和處理過程，以驗(yàn)證系統(tǒng)的易用性、正確性和可靠性。 基于醫(yī)學(xué)圖像