面向分娩仿真的虚拟器官表现方法研究

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1、摘要分娩仿真系统使“分娩机制”这个在人体内看不见摸不着，很难直观说明的过程清晰生动地展现在医学受训者面前，提高了培训质量，节约了培训的费用和时间。虚拟器官作为分娩仿真系统不可或缺的元素，其真实性能给操作者带来临境感和沉浸感。作为加强分娩仿真系统真实感的一个重要环节，本文研究了逼真地表现虚拟器官的若干种方法。具体研究工作如下：(1)CT影像处理是骨盆三维重建的首要环节，本文研究了基于CT图片的医学影像处理方法。描述了中值滤波法进行CT图像的平滑去噪，阙值法进行图像二值化处理，和利用8链码算法提取出骨盆的边缘轮廓数据。通过这些CT图像处理获得有用的信息后利用3D．DO

2、CTOR进行三维重构得到骨盆的三维模型。(2)分析了子宫的解剖结构，阐述了子宫建模过程中存在的难点．针对如何表现子宫的关键结构和满足后续的形变需求，给出了建模的实现方案。然后详细描述了利用3DStudioMAX构建子宫三维模型的过程，并对建模过程中的经验教训进行了归纳和总结．(3)对女性骨盆的特征进行了详细的研究和分析，根据骨产道特征的各项指标在3DStudioMAX里对骨盆模型的关键结构进行了细致的优化修改，包括骨盆的耻骨联合、耻骨降支、坐骨棘和骶骨的修改，保证了分娩示教的准确性。<4)阐述了复杂模型表面纹理映射技术的原理和楣关算法，对3DStudioMAX最常

3、用的两种纹理贴图法：位图贴图和程序贴图进行了实践和比较．分别采用位图贴图和程序贴图法为子宫模型赋予纹理，并对贴图后的效果进行比较，根据两者表现细节的程度选择其中一种应用于分娩仿真系统。(5)研究了模拟骨盆耻骨局部形变的方法。根据耻骨形变的原理，给出了动画仿真的设计思想和实现方法。该方案利用3DStudioMAX把骨盆的三维模型以三角形网格方式保存为3DS输出格式，通过Vc++接口程序Ⅱ广东丁业大学礤’l：学位论文解析3DS格式，将骨盆模型的数据转换后导入OpenGL进行显示。再利J甘OpenGL的双缓冲机制来实现动画模拟骨盆局部形变的过程。(6)通过3DStudi

4、oMAX的关键帧动画对子宫的实时形变进行模拟，并探讨了关键帧动画的控制原理和形变数据的表示方法。最后，总结了本文的研究内容和开发工作，提出进一步要完善的地方，为后续的研究开发工作提供参考。关键词；分娩仿真；虚拟器官；表现方法；OpenGLnIABSTRACTDeliverySimulationSystemmade‘‘MechanismofLabor'’，whichwasdifficulttobeexplaineddistinctlyowingtoitsinvisibility，displayedclearlyandvividly．Thisgreatlyimprov

5、edthequalityofdeliveryeducationandoperationtraining，aswellassavedtheexpenseandtime．AstheindispensableelementofDeliverySimulationSystem，virtualorganmustberealistic，thusgivingthesenseofimmersion．InordertoenhancetherealityofDeliverySimulationSystem，thisdissertationstudiedanewapproachtore

6、presentvirtualorganvividly．Themaincontentsofthisthesisarepresentedasfollows：Firstly，CTimageprocessingistheprimarylinksforthree—dimensional-reconstructing(3D—reconstructing)．ThisdissertationwasdedicatedtotheprocessingmethodsofCTimage，suchasfilteringthenoisewithMedianAlgorithm，producing

7、binaryCTImageviathresholdvalueandgainingthecontourdataofpelvisbymeansof8-chainedalgorithm．Thenwereconstructedthe3Dmodelofpelvisinsoftware3D—DOCTOR，makinguseoftheprofiledatagainedbytheformerCTimageprocessing．Secondly，weanalyzedtheanatomicalstructureofuterusanddiscussedthedifficultiesex

8、istin