基于網(wǎng)絡(luò)的肝、胰虛擬手術(shù)算法及臨床試驗(yàn)研究.pdf

1、虛擬手術(shù)是隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展而出現(xiàn)的一門新興交叉學(xué)科，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的成功應(yīng)用。它使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立虛擬的三維場景，來模擬外科手術(shù)的術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后所涉及的各種過程，對于優(yōu)化手術(shù)方案、減小手術(shù)創(chuàng)面、以及手術(shù)人才的培養(yǎng)等方面都有重要的意義。 建立虛擬三維場景的關(guān)鍵是醫(yī)學(xué)三維圖象的可視化技術(shù)，可視化的精度關(guān)系到虛擬場景中人的組織器官的形態(tài)和相互位置關(guān)系的準(zhǔn)確性，而可視化的速度決定著虛擬手術(shù)系統(tǒng)人機(jī)交互性的好壞。因此如何快

2、速、精確地實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)三維圖象的可視化，是虛擬手術(shù)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，這也是本研究的工作重點(diǎn)。同時(shí)作為虛擬手術(shù)系統(tǒng)的基本操作，本研究討論了對虛擬場景中人體組織器官實(shí)現(xiàn)三維觀察、三維切割和組織分割的算法和實(shí)現(xiàn)。 光線投射法是醫(yī)學(xué)三維圖象可視化中比較常用的方法，本研究也以光線投射法為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合外接球面法、等值面繪制等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)虛擬場景中人體組織器官準(zhǔn)確、快速的可視化和三維觀察。使用分段表記法來模擬切割操作，使用BMAP算法實(shí)現(xiàn)器官的自動

3、分割。 本研究通過各種加速算法大大提高了光線投射法的計(jì)算速度，成功地解決了大采樣點(diǎn)和計(jì)算速度方面的矛盾，既保證了可視化的成像精度，又使計(jì)算速度達(dá)到了滿足人機(jī)交換的水平。同時(shí)給出分段標(biāo)記的方法，在不增加光線投射法的時(shí)間和空間復(fù)雜度的情況下，實(shí)現(xiàn)了體數(shù)據(jù)的任意切割操作。本研究采用BMAP算法對三維圖象進(jìn)行分割，人體組織分割結(jié)果達(dá)到了人工分割的水平。 雖然虛擬手術(shù)系統(tǒng)具有重大實(shí)用價(jià)值，但以往臨床應(yīng)用并不廣泛。究其原委，主要表現(xiàn)