三維重建及三維可視化技術在外科領域應用的初步探索.pdf

1、信息、材料、生命是當今醫(yī)學發(fā)展的三大主題，也代表未來外科學的發(fā)展方向。未來的外科學不僅僅是微創(chuàng)外科時代、移植外科時代、循證外科時代、分子生物外科等等的時代，也必將是計算機輔助外科的時代。 計算機輔助外科一個主要研究領域是視覺信息的處理，故三維重建和三維可視化技術在目前數(shù)字化醫(yī)學圖像處理和外科領域的應用中有著非常重要的作用。美國、日本等發(fā)達國家在此領域已建立多個實驗中心并已投入大量人力、物力進行研究，現(xiàn)已取得了相當?shù)某晒鴩鴥?nèi)目

2、前尚處于起步階段。 醫(yī)學二維斷層圖像的處理是實現(xiàn)三維重建和三維可視化的前提，在進行三維可視化工作的前期，常需要對獲取的一系列二維斷層圖片進行一定處理，這種處理可以是提取二維斷層圖片中感興趣部分，消除圖像中的噪聲及干擾信息等，以便于三維可視化工作的順利進行。為此本文使用VC++語言，編制了一個用于處理醫(yī)學二維斷層圖像的應用軟件。本文也嘗試應用傳統(tǒng)基于表面繪制和體繪制的方法進行了一部分醫(yī)學圖像的三維可視化工作。 現(xiàn)在，除了傳

3、統(tǒng)的數(shù)字化醫(yī)學圖像處理技術以外，基于WEB的醫(yī)學圖像處理技術正在成為一種發(fā)展趨勢，而VRML正是這樣一種基于WEB的虛擬現(xiàn)實建模語言，它和JAVA3D等結合起來可以生成用戶需要的三維場景，并且能在二維醫(yī)學斷層圖像的三維重建中起到一定的作用。本文結合具體實例探索了VRML在VR在外科領域中的應用。從臨床醫(yī)學實際應用角度出發(fā)，我們在國內(nèi)首次運用VRML進行了醫(yī)學體數(shù)據(jù)的三維可視化工作。本文運用VRML進行建模，得到人體臟器的三維模型，并時建

4、立的三維模型進行編程成功實現(xiàn)了動態(tài)切割顯示，并利用JavaScript語言實現(xiàn)了三維模型與二維斷層圖像同時顯示的功能，這滿足了臨床醫(yī)生在實際應用中的部分需要。 本文第一章對虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學領域中的應用進行了概述；第二章介紹了二維醫(yī)學斷層圖像處理軟件；第三章介紹了醫(yī)學三維重建及三維可視化的探索，其中在第一節(jié)中介紹三維重建及三維可視化的基本概念，第二節(jié)介紹了實現(xiàn)三維可視化的傳統(tǒng)方法如表面繪制及體繪制，并結合具體實例研究了體繪制方法