基于網(wǎng)絡的肝、胰虛擬手術算法及臨床試驗研究.pdf

1、虛擬手術是隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展而出現(xiàn)的一門新興交叉學科，是虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學中的成功應用。它使用計算機系統(tǒng)建立虛擬的三維場景，來模擬外科手術的術前、術中和術后所涉及的各種過程，對于優(yōu)化手術方案、減小手術創(chuàng)面、以及手術人才的培養(yǎng)等方面都有重要的意義。 建立虛擬三維場景的關鍵是醫(yī)學三維圖象的可視化技術，可視化的精度關系到虛擬場景中人的組織器官的形態(tài)和相互位置關系的準確性，而可視化的速度決定著虛擬手術系統(tǒng)人機交互性的好壞。因此如何快

2、速、精確地實現(xiàn)醫(yī)學三維圖象的可視化，是虛擬手術系統(tǒng)成敗的關鍵，這也是本研究的工作重點。同時作為虛擬手術系統(tǒng)的基本操作，本研究討論了對虛擬場景中人體組織器官實現(xiàn)三維觀察、三維切割和組織分割的算法和實現(xiàn)。 光線投射法是醫(yī)學三維圖象可視化中比較常用的方法，本研究也以光線投射法為基礎，同時結合外接球面法、等值面繪制等技術來實現(xiàn)虛擬場景中人體組織器官準確、快速的可視化和三維觀察。使用分段表記法來模擬切割操作，使用BMAP算法實現(xiàn)器官的自動

3、分割。 本研究通過各種加速算法大大提高了光線投射法的計算速度，成功地解決了大采樣點和計算速度方面的矛盾，既保證了可視化的成像精度，又使計算速度達到了滿足人機交換的水平。同時給出分段標記的方法，在不增加光線投射法的時間和空間復雜度的情況下，實現(xiàn)了體數(shù)據(jù)的任意切割操作。本研究采用BMAP算法對三維圖象進行分割，人體組織分割結果達到了人工分割的水平。 雖然虛擬手術系統(tǒng)具有重大實用價值，但以往臨床應用并不廣泛。究其原委，主要表現(xiàn)