基于三维模型的断层图像结构定位的初步研究

目的:研究利用初步建立的三维模型确定二维断层图像感兴趣结构像素坐标的方法.方法:通过Photoshop图像处理软件绘制断面图像,使用可视化工具包VTK的移动立方体表面重建算法,在VC++6.0的编译环境下对其进行三维重建以及立体显示.用自行开发的坐标转换处理程序对三维模型上提取的坐标值进行处理,计算断层图像相应结构的像素坐标.结果:建立了一个表面带有S型凹槽的三维模型,通过计算三维模型上凹槽结构的一系列坐标,得到二维断层图像上相应结构的像素坐标点.结论:本研究以VTK重建的三维模型为基础,提出了一种利用已建成的三维模型来指导二维断层图像结构定位的方法,为人体复杂结构的分割与修正以及某些在二维断层图像上无法识别的结构的定位提供了一种新的手段.     

基于四维CT图像的人体胸腔动态仿真模型研究进展

对于不适于手术治疗的胸腹腔肿瘤患者,个体化放疗是行之有效的治疗手段。基于CT、MRI的图像引导放射治疗(IGRT)和强调放射治疗(IMRT)可基本解决静止靶区的精确放疗问题,但对于胸腹腔内的运动靶区效果欠佳。基于四维CT(4D-CT)图像构建动态胸腔模型,可以准确真实反映人体胸腔内部器官和组织的运动情况,对实现个体化精确放疗有重要应用价值。本文对目前构建动态胸腔模型的主要方法及其研究进展进行综述。     

虚拟手可视化模型的初步研究

目的:建立具有解剖结构的虚拟手三维可视化模型。方法:选用首例中国女数字化可视人体数据集(CVH2)为原始数据源,用Adobe Photoshop软件先对手部的重要结构进行预处理和图像分割,再用VisualC 6.0和VTK(Visualization Toolkit)可视化工具包作为开发平台,采用经典的Marching Cubes算法,对分割后的图像进行三维重建。结果:重建出了手部皮肤、桡骨、尺骨、腕骨(包括周骨、月骨、三角骨、豌豆骨、大多角骨、小多角骨、头状骨、钩骨)、第I～V掌骨、第I～V指骨第(包括近节指骨、中节指骨、远节指骨)的三维可视化模型,可以任意角度和比例大小对它们进行交互式观察,清楚地显示了它们在空间上的位置关系。该模型还实现了多模式的交互演示和角度测量、鼠标取点等实时交互功能。结论:为虚拟手的建模研究提供了三维可视化的解剖模型,探索了三维解剖建模的新的技术方法,并为进一步研究手的物理及运动生理建模建立了初步的技术平台。     

数字人脑可视化平台的构建研究

目的 建立数字人脑可视化平台.方法 选取中国可视化人(Chinese visible human,CVH)的脑部切片图像,在Windows平台上以Visual C++为开发工具,结合可视化类库VTK,进行数字人脑可视化平台的框架构建、摹于MarchingCube(MC)算法的三维重建及基于3D Widget的三维模型交互式虚拟削切等可视化展示.结果 建立了数字人脑可视化平台,实现了多值面绘制和体绘制重建、精确的交互式三维剖切、任意方位虚拟切片的动态观察及三维场景渲染参数动态设置等多种功能.结论 数字人脑可视化平台能真实展示人脑的解剖特征,可为人脑解剖教学和脑外科手术计划制定等各种临床应用提供平台支持.     

基于非均匀有理B样条的女性盆腔三维数字化模型的构建

目的 建立基于中国数字化可视人体的非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B.Spline,NURBS)三维盆腔模型.方法 选取中国可视化人体数据集的盆腔部分,应用Photoshop分割出各盆腔结构后并获取各结构的轮廓线,基于盆腔结构的表面轮廓线应用Isosurf软件生成三角化表面网格,然后将其输入犀牛(Rhinoceros)软件,进行控制参数设定与NURBS曲面重建.结果 对盆腔中膀胱、直肠、子宫、卵巢、血管、阴道、输尿管、股骨、尿道等主要结构进行了分割,并构建了NURBS女性盆腔三维数字化模型,所建立的模型几何外型逼真,整体清晰,实体感强.结论 本研究实现了对女性盆腔主要结构的NURBS曲面建模,所获取的数字化模型可为解剖教学、手术仿真以及运动医学等提供科研教学平台.     

基于VTK的数字肠道可视化和位置映射研究

目的建立表面重建三维数字肠道和肠道位置映射模型。方法利用第2套中国虚拟人数据集的彩色断面图像手动分割出肠道,再在VC 环境下借助可视化工具包VTK进行表面重建和肠道相对位置映射功能实现。结果系统的实现功能包括:①虚拟人体肠道的面绘制,其中实体颜色、透明度、背景颜色、网格删减系数、表面平滑次数和光线效果等参数可以设定,以达到不同的面绘制效果。②具有旋转、平移、缩放和正交视图等方便的交互式操作。③从三维空间坐标到肠道相对位置的映射。结论此系统可以独立运行,具有较强的可移植性和扩展性,可应用于肠道内的定位,教学和科学研究提供了一个辅助的演示系统。     

基于运动跟踪获取人体呼吸曲线的初步研究

4D-CT的实现需要在采集CT图像的同时,同步获取患者的呼吸曲线,再据此对CT图像进行排序和三维重建.本研究提出一种基于运动跟踪获取人体呼吸曲线的方法.即在人体腹部贴上标记物,用两台摄像机在CT扫描过程中成正交位同步跟踪呼吸运动,将得到的视频提取为单帧图像,利用区域生长算法提取标记物的质心,并跟踪质心的运动,描绘坐标的任意维度与时间的关系曲线,即得到的呼吸曲线.通过此方法获得了正常人在深呼吸时的呼吸曲线,并在该曲线上确定了屏气模式下7个时相点的位置,腹部表面在z轴方向上的运动幅度最大,约为3.5 cm.实验结果表明该方法切实可行,并且相比于其他的呼吸信号提取方法,具有简单易行的优点.     

一种基于人脑三维模型分割断面图像上脑沟、回的方法与实现

目的 借助人脑三维模型实现二维断面图像上大脑沟、回的分割。方法 首先在三维脑模型上以勾勒轮廓的方式界定不同脑沟、脑回区域,然后映射到断面相应区域上,进行区域内颜色填充,达到分割目的;并采用Visual C++ 6.0结合可视化类库工具包搭建脑沟、回分割平台,予以实现。结果 准确有效地分割出了序列断面图像上的右脑中央前回和中央后回。结论 此方法为获取完整、连续的脑沟、脑回断面解剖图谱提供了一种简单可行的实现手段,对于丰富数字化脑图谱及促进脑部功能与疾病诊断定位相关研究有重要意义。     

中药汤剂配合针灸及穴位注射治疗妊娠剧吐42例

妊娠早期多数孕妇出现择食、食欲不振、轻度恶心呕吐、头晕、倦怠等症状,称为早孕反应。一般从停经6周开始,约12周前后自然消失,不需特殊处理。偶有少数孕妇反应严重,恶心呕吐频繁剧烈,不能进食,影响工作生活,甚至威胁生命。笔者应用中药汤剂配合穴位针灸等综合治疗妊娠剧吐,     

数字小鼠切片数据集的自动配准

目的 实现小鼠动物标本的切片数据集的自动配准处理. 方法 以外部定标点圆心为基准点消除该数据集存在的水平晃动,并利用两定标点间距离结合最小二乘法计算相应的缩放比例曲线,解决切片图像中小鼠目标区域逐渐缩小的问题. 结果 经配准后的小鼠切片图像在连续播放时无明显的跳变和缩小,且三维重建获得的矢状面图像表面平滑,小鼠轮廓连续清晰,基本未变形. 结论 本研究完成了该套数据集的自动配准,经配准后的数据集适用于三维重建小鼠的整体结构,为后期开发数字化小鼠模型创造了条件.