虚拟手术模拟中不规则体的裁剪算法

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  计算机图形学和数据可视化的迅速发展促进了计算机技术与医学领域的交叉渗透。目前,计算机引导手术、图像引导手术等已逐步应用到外科手术方面,虚拟手术模拟也随之成为国际上一个发展迅速的领域。虚拟手术模拟在选择最佳手术路径、减小手术损伤、减少对手术临近组织损害、提高肿瘤定位精度、执行复杂外科手术和提高手术成功率等方面有十分重要的意义。作为手术模拟中的一项关键技术,裁剪吸引了越来越多研究者的关注。   本文的主要工作是:提出了一种基于VTK(Visualizationtoolkit)技术的不规则体的裁剪方法;设计并实现了一种计算裁剪中不规则体体积的算法。其中,不规则体的裁剪算法主要实现了不规则体的局部选取、局部实现、切割、拉伸等操作。论文中,我们还将归纳几种常用医学图像的分割方法,如:区域分割法和边缘分割法,并分析了它们各自的优缺点,在实例中实现了一种区域分割法一最大熵阈值分割法。利用该图像分割法对二维医学图像进行分割,分离出要研究部份的区域例如:骨骼、皮肤等。论文中,我们提出的不规则体体积求解算法是一种基于像素点的计算方法,它适用于大部分不规则体体积的计算,且计算结果较准确。算法共分两步实现,首先对不规则面的面积进行求解,然后计算不规则体的体积。不规则体的体积求解算法为更好的重建出三维效果和计算出精度较高的不规则体的体积提供了一种新方法。此外,论文中所采用的三维重建方法是基于传统三维重建算法MC(MarchingCube)的,它继承了传统三维重建方法的所有优点。
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