基于CT图像重构真实感心脏系统绘制方法

发布时间：2017-06-07 13:17

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【摘要】：数字虚拟人是解决医学临床实践教育与治疗方案规划对人体需要的有效途径。对人体器官的三维重构与表面数学解析模型的构建是数字虚拟人技术中的基本支撑技术。本文研究在人体器官网格模型的基础上构建人体器官表面的数学解析模型，为精确建立人体器官的物理模型与生理模型奠定基础。本文通过大量的文献调研与专家咨询，统计出了人体器官的CT值或CT值范围，为可视化特定器官表面提供CT阈值。基于等值面绘制方法设计了从心脏系统CT图像集重构心脏系统的三角网格模型及其绘制的VTK程序，实现了心脏系统的三维可视化。针对血管系统的建模，本文将血管系统视为由一段段的圆台体构成，提出了用圆台体模型作为血管段的数学解析模型。对每一段血管，本文提出了基于包围盒的交互式分割方法，，充分利用了人的视觉与判定能力来实现对复杂的血管系统的有效分割。提出了按最小误差原理建立血管段圆台体模型参数的标定方法，将模型参数的标定问题转化为优化问题进行求解。针对该优化问题的高度非线性，本文采用了遗传算法来求解标定参数的优化问题，实现了对标定问题的有效求解，实验结果表明，本文所提出的血管表面的数学解析模型构建方法有良好的精度。
【关键词】：心脏CT图像集 心脏表面三维重构 等值面方法 交互式血管段分割 血管表面数学解析模型构建
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R-4;G434
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 医学临床实践教学信息化8-9
• 1.1.2 基于虚拟心脏模型的学习训练系统与教育理论9
• 1.1.3 基于CT图像的心脏与血管重构9-10
• 1.1.4 血管建模10
• 1.2 国内外研究动态10-13
• 1.2.1 国内研究现状11
• 1.2.2 国外研究现状11-13
• 1.3 研究内容与论文结构13-15
• 1.3.1 研究的基本内容13
• 1.3.2 论文结构13-15
• 第2章 心脏CT数据集和CT图像的DICOM标准15-23
• 2.1 CT图像的成像原理15-18
• 2.1.1 CT图像成像原理15-16
• 2.1.2 CT图像16-17
• 2.1.3 人体组织的CT值17-18
• 2.2 DICOM标准简介18-20
• 2.2.1 DICOM标准简介18-19
• 2.2.2 DICOM数据结构19-20
• 2.3 其他形式医学图像20-23
• 第3章 基于CT图像集的心脏三维重构23-34
• 3.1 三维绘制算法23-27
• 3.1.1 面绘制23-25
• 3.1.2 体绘制25-27
• 3.2 可视化工具VTK27-32
• 3.2.1 VTK可视化工具的简介27
• 3.2.2 VTK可视化工具的安装27-29
• 3.2.3 VTK主要类库及功能介绍29-30
• 3.2.4 VTK应用程序框架与执行机制30-32
• 3.3 基于等值面的心脏器官表面的三维可视化32-34
• 第4章 心脏中血管表面数学解析模型构建34-50
• 4.1 血管段的数学模型34-37
• 4.1.1 圆台体的标准方程34-35
• 4.1.2 空间任意位置圆台体的方程35-36
• 4.1.3 血管段圆台模型的建模方法36-37
• 4.2 交互式的心血管段的分割37-42
• 4.2.1 交互式血管段的截取37-39
• 4.2.2 包围盒内非主表面的剔除39-42
• 4.3 心血管段的模型参数标定42-50
• 4.3.1 遗传算法43-46
• 4.3.2 遗传算法求解46
• 4.3.3 心血管系统建模46-50
• 第5章 总结和展望50-51
• 5.1 总结50
• 5.2 展望50-51
• 参考文献51-54
• 攻读学位期间发表的论文和研究成果54-55
• 致谢55

【参考文献】

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1 郭燕丽,张绍祥,刘正津,谭立文,邱明国,李七渝,崔高宇,李恺,杨晓萍,张伟国,陈现红,陈伟,陆明,王欲u&,邓俊辉,唐泽圣;首例中国可视化人体心脏三维重建及临床意义[J];第三军医大学学报;2003年07期

2 陈阳;王庆奇;黄智勇;陈武凡;;一种新的基于纠正正弦图探测值的PET图像Bayesian重建算法[J];南方医科大学学报;2007年03期

3 李一帆;杨茂有;尚云龙;宁云峰;李晓霜;李聪聪;吕元石;赵杰;;三维虚拟数字化可视人体在解剖教学中的应用[J];解剖学研究;2012年05期

4 单美贤;虚拟现实与教育相结合的理论依据[J];开放教育研究;2001年06期

5 钟世镇;数字化虚拟人体研究现状和展望[J];解放军医学杂志;2003年05期

6 尹学松,张谦,吴国华,潘志庚;四种体绘制算法的分析与评价[J];计算机工程与应用;2004年16期

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本文编号：429218