基于医学图像的心肺血管介入手术三维导航仿真软件设计

发布时间：2017-07-03 02:11

  本文关键词：基于医学图像的心肺血管介入手术三维导航仿真软件设计

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【摘要】：心肺血管疾病是人类健康的一大问题,通过现有的科学技术来帮助心肺血管疾病患者提高疾病的治愈率和生活质量具有重大意义。针对介入手术中导管经过的血管进行分割提取。本文使用了最优阈值区域生长法对血管进行初步的提取,然后使用形态学的方法进行完善,得到完整的感兴趣血管图像信息。文中提出了一种阈值设置方法,使用该方法能够最大化的提取到感兴趣血管图像信息;针对血管的组织形态,通过使用形态学的方法对遗漏的血管数据点进行完善。对心脏支架手术和肺动脉手术仿真所需的三维模型进行了创建。使用分段的方式来避免各部分血管的形态和图像灰度值差异造成的分割困难。对分割结果进行了三维可视化模型创建,并使用MAYA对血管模型进行了表面光滑。虚拟内窥镜技术能在组织的空腔中进行移动观察,在组织内部观察的过程中是难以对视点所处位置进行精确的三维定位。本文在虚拟内窥镜技术的基础上,提出一种方法进行介入手术的三维导航仿真。该方法使用了两个三维绘制窗口分别读入体绘制和面绘制的血管模型。含有体绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物移动的实时三维导航;含有面绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物经过路径的显示和血管的内窥观察。通过两种绘制窗口同步仿真,来达到了对介入手术三维导航的目的。最后对心脏支架手术和肺动脉介入手术进行了仿真演示,最终仿真结果表明了该仿真软件平台基本上实现了对介入手术的三维导航的仿真功能,达到预期效果。
【关键词】：介入手术 三维导航仿真 心脏支架手术 心肺血管 三维重建
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R54;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题背景意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 本文主要研究内容10-11
• 1.4 论文组织结构11-14
• 2 心肺血管三维分割与重建14-44
• 2.1 心肺血管三维分割提取14-28
• 2.1.1 区域生长法15-16
• 2.1.2 最佳阈值设置16-17
• 2.1.3 形态学后处理17-18
• 2.1.4 心脏支架手术的动脉图像分割实例18-24
• 2.1.5 肺动脉图像分割实例24-28
• 2.2 面绘制28-37
• 2.2.1 等值面提取算法28-32
• 2.2.2 面绘制三维模型创建实例32-34
• 2.2.3 MAYA的三维模型光滑处理34-36
• 2.2.4 心脏支架手术的血管三维模型构建36
• 2.2.6 肺动脉三维模型构建36-37
• 2.3 体绘制37-42
• 2.3.1 光线投射算法38-41
• 2.3.2 胸腔心肺血管的体绘制实例41-42
• 2.4 本章小结42-44
• 3 介入手术的三维导航仿真44-58
• 3.1 仿真平台搭建44-52
• 3.1.1 使用CMake进行项目管理46-48
• 3.1.2 项目中Qt文件的转换48-49
• 3.1.3 介入手术路径数据采集插件49-51
• 3.1.4 介入手术三维导航仿真插件51-52
• 3.2 心脏支架手术三维导航仿真实例52-55
• 3.2.1 支架介入路径数据采集52-53
• 3.2.2 心脏支架手术三维导航仿真演示53-55
• 3.3 肺动脉介入手术的三维导航仿真实例55-57
• 3.3.1 导管介入路径数据采集55-56
• 3.3.2 肺动脉介入手术的三维导航演示56-57
• 3.4 本章小结57-58
• 4.结论58-60
• 参考文献60-66
• 攻读学位期间发表的学术论文目录66-68
• 致谢68

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  本文关键词：基于医学图像的心肺血管介入手术三维导航仿真软件设计

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本文编号：512035