面向分娩仿真的虛擬器官表現(xiàn)方法研究.pdf

1、分娩仿真系統(tǒng)使“分娩機(jī)制”這個(gè)在人體內(nèi)看不見摸不著，很難直觀說明的過程清晰生動(dòng)地展現(xiàn)在醫(yī)學(xué)受訓(xùn)者面前，提高了培訓(xùn)質(zhì)量，節(jié)約了培訓(xùn)的費(fèi)用和時(shí)間。虛擬器官作為分娩仿真系統(tǒng)不可或缺的元素，其真實(shí)性能給操作者帶來臨境感和沉浸感。作為加強(qiáng)分娩仿真系統(tǒng)真實(shí)感的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，本文研究了逼真地表現(xiàn)虛擬器官的若干種方法。具體研究工作如下： (1)CT影像處理是骨盆三維重建的首要環(huán)節(jié)，本文研究了基于CT’圖片的醫(yī)學(xué)影像處理方法。描述了中值濾波法進(jìn)行

2、CT圖像的平滑去噪，閾值法進(jìn)行圖像二值化處理，和利用8鏈碼算法提取出骨盆的邊緣輪廓數(shù)據(jù)。通過這些CT圖像處理獲得有用的信息后利用3D-DOCTOR進(jìn)行三維重構(gòu)得到骨盆的三維模型。 (2)分析了子宮的解剖結(jié)構(gòu)，闡述了子宮建模過程中存在的難點(diǎn)。針對(duì)如何表現(xiàn)子宮的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和滿足后續(xù)的形變需求，給出了建模的實(shí)現(xiàn)方案。然后詳細(xì)描述了利用3D Studio MAx構(gòu)建子宮三維模型的過程，并對(duì)建模過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)進(jìn)行了歸納和總結(jié)。 (

3、3)對(duì)女性骨盆的特征進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析，根據(jù)骨產(chǎn)道特征的各項(xiàng)指標(biāo)在3D Studio MAX里對(duì)骨盆模型的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的優(yōu)化修改，包括骨盆的恥骨聯(lián)合、恥骨降支、坐骨棘和骶骨的修改，保證了分娩示教的準(zhǔn)確性。 (4)闡述了復(fù)雜模型表面紋理映射技術(shù)的原理和相關(guān)算法，對(duì)3DStudio MAX最常用的兩種紋理貼圖法：位圖貼圖和程序貼圖進(jìn)行了實(shí)踐和比較。分別采用位圖貼圖和程序貼圖法為子宮模型賦予紋理，并對(duì)貼圖后的效果進(jìn)行比較，根

4、據(jù)兩者表現(xiàn)細(xì)節(jié)的程度選擇其中一種應(yīng)用于分娩仿真系統(tǒng)。 (5)研究了模擬骨盆恥骨局部形變的方法。根據(jù)恥骨形變的原理，給出了動(dòng)畫仿真的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法。該方案利用3D Studio MAX把骨盆的三維模型以三角形網(wǎng)格方式保存為3DS輸出格式，通過VC++接口程序解析3DS格式，將骨盆模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入OpenGL進(jìn)行顯示。再利用OpenGL的雙緩沖機(jī)制來實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫模擬骨盆局部形變的過程。 (6)通過3D Studio MA