虛擬內(nèi)窺鏡的自動(dòng)漫游.pdf

1、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)近幾十年的長足進(jìn)步正在改變著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域.現(xiàn)代外科學(xué)已逐漸集中于這樣一個(gè)模式:先通過現(xiàn)代外科醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備獲得對(duì)病灶部位的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí),然后確定合理的施術(shù)方案,最后再具體實(shí)施手術(shù).而現(xiàn)代外科醫(yī)療檢測(cè)系統(tǒng)往往造價(jià)昂貴,相應(yīng)醫(yī)療成本也較高.因此,在如何有效提高檢測(cè)質(zhì)量的同時(shí)盡量降低醫(yī)療成本,是一個(gè)比較緊迫的任務(wù).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)為研究人員提供了一個(gè)強(qiáng)有力的解決此問題的手段,該論文的主題虛擬內(nèi)窺鏡的自動(dòng)漫游就是虛擬

2、現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的一個(gè)應(yīng)用.通過虛擬內(nèi)窺鏡在利用圖象圖形技術(shù)構(gòu)造的虛擬環(huán)境中的自動(dòng)漫游,用戶可以對(duì)人體特定組織進(jìn)行觀察分析,就象用內(nèi)窺鏡進(jìn)行內(nèi)窺鏡觀察一樣,在此基礎(chǔ)上完成外科手術(shù)的仿真和計(jì)劃.該文實(shí)現(xiàn)了兩種自動(dòng)漫游的方法:主動(dòng)漫游法和路徑規(guī)劃法.第一種方法是基于體積圖象數(shù)據(jù)剖面密度自動(dòng)搜索路徑的主動(dòng)漫游法.它的基本思想是用管狀體當(dāng)前中心線點(diǎn)的位置和方向推斷下一剖面密度圖象與管狀體的截面圖象,然后從截面圖象中獲取下一中心線點(diǎn)的位置,并由此

3、位置和上一位置獲得下一中心線點(diǎn)的內(nèi)窺方向.重復(fù)此過程獲取漫游路徑.第二種方法是基于三維骨架化的路徑規(guī)劃法.論文中實(shí)現(xiàn)感興趣組織(ROI)的骨架化,即中軸,又分為兩種基本方法,一是利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的三維并行細(xì)化算法,二是利用三維距離變換的細(xì)化算法.并結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn),提出一種改進(jìn)方法.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,它們都能行之有效.用以上兩種方法獲得的自動(dòng)漫游路徑均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成,整個(gè)過程不需要用戶的干預(yù),處理速度快,都能滿足實(shí)時(shí)漫游的要求.該文還完成