基于腹部切片数据的肝脏三维可视化及建模研究

《基于腹部切片数据的肝脏三维可视化及建模研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要肝脏在人体内具有不可替代的重要生理功能，当恶性肿瘤生长在肝脏中，其危险程度可想而知。目前对肝癌的治疗可以使用手术、放疗、化疗，但治疗效果不佳。微波热疗技术是治疗人体肿瘤的一种行之有效的方法，它通过微波加热来达到消灭肿瘤细胞。微波热疗技术的目的是通过对微波加热参数及方式进行优化来达到对肿瘤区域的适形加热治疗，尽可能减少对周围健康组织的损伤。为了解肝脏肿瘤的形状大小和模拟温度场的分布，需要病人个性化的肝脏三维模型。因此，肝脏三维可视化及建模研究可以辅助医生进行合理手术规划，为患者进行及时准确地手术治疗提供可靠的依据。本文介绍了基于腹部切片

2、数据的肝脏三维可视化系统的研制，并进行了有限元模型的建立。首先是方法学的研究，利用法国TGS公司开发的商业图像处理软件Amira3．1完成了肝脏三维重建，对可视化算法进行了全面探讨研究。然后在VC6．0开发平台下进行肝脏三维可视化系统的研制，利用虚拟人体腹部切片数据，经过对肝脏切片图像的预处理，完成肝脏的三维表面绘制以及体绘制。最后初步探讨了肝脏有限元网格的划分方法，将肝脏三维重建的结果导入CAD软件sOLIDwORKs得到肝脏实体模型，然后利用ANSYS建立有限元模型。集成化的医学影像处理与开发平台MITK(MedicalImaging

3、ToolKit)在统一的框架下实现了医学影像的分割、配准、三维可视化等算法，是医学图像处理较好的工具。本文利用MITK框架，实现了基于肝脏切片图像的三维可视化系统的研制。通过对三维数据可视化理论、医学图像三维重建技术及实现方法的分析和研究，本文设计了一套实用的基于腹部切片数据的肝脏三维重建软件。实验结果表明，该软件较完整地实现了基于切片图像序列的三维重建，重建结果的三维效果较明显，交互操作性强，达到了利用腹部切片实现肝脏三维重建，辅助进行手术规划的目的。关键词三维可视化；肝脏；图像处理；有限元网格ABSTRACTTheliverplays

4、avitalphysiologicalrole，SOlivertumorsareverydangeroustohumans．Hyperthermiatreatmentplanningisusefulmeanstotreattumor,anditkillsin／norcellsbyheatingthembyapplicationofmicrowaves．ThetaskofHyperthermiatreatmentistooptimizetheparametersandstylestoheatonlythetumorregionandasfe

5、wofthesurroundinghealthytissueaspossible．Inordertosimulatethedistributionoftemperaturefieldandlearnfiguresoflivertumors，themodelofthepatient's3-Dliverneedstobegenerated．Sothestudyofliver3DvisualizationandfiniteelementmodelCallhelpdoetommakerighthyperthermiatreatmentplanni

6、ng，andprovidereliableevidenceforpatientstoundergotimelyandexactsurgery．InthispaperWeintroducedthedevelopmentofliver3DvisualizationsystembasedonabdominalslicedataandgotthefiniteelementmodelofliverFirstly，itisthestudyofmethodology．Thispaperaccomplishedliver3Dreconstructionb

7、yAmira3．1，andstudiedvisualizationalgorithms．Thenwedevelopedtheliver3DvisualizationsystemunderVC6．0platform，andgottheliver3Dsurfaceandvolumeresultsbasedontheslicesofdigitizedvirtualhuman．Themostimportantstepofreconstructionisimagesegmentation．Atlast，thefiniteelementmeshoft

8、heliverweregenerated．Weinputthe3DreconstructionresultsintoSOLIDWORKS(CADsoftware)，andgottheliver