医学图像中肝脏管道结构的三维可视化方法研究

摘要

肝内管道系统是一个相互间联系紧密并且解剖结构复杂多变的多层次的结构整体。正是这种复杂的管道系统及其生理和病理变异,决定了肝脏外科手术的难度。
　　 移动立方体(MC)算法是三维重建的一种经典算法。本文针对MC算法所存在的算法效率低下等缺点分析其根本原因,提出了一种基于6邻面的表面追踪算法来对该算法的运行效率进行改进,并实现肝脏门静脉的三维可视化。实验结果表明,改进的MC方法在保证三维重建效果的前提下,算法的效率得到了明显的提高。
　　 MC算法重建出的血管的表面比较粗糙,本文提出了一种几何模拟的血管三维可视化方法,利用小圆台拼接拟合血管,实现了肝脏管道的三维可视化。实验结果表明,该方法的显示结果视觉质量较高,血管表面光滑性较好,适用于只关注血管表面模型的光滑性、局部拓扑关系等视觉质量的手术模拟训练及教学教育等应用场合。
　　 本课题的研究建立在实验室原有的肝脏分割技术的基础上,从活体CT数据提取肝脏管道结构,分别采用无模型和有模型的两种方法实现了肝脏门静脉的三维可视化,并对得到的实验结果进行了分析与比较,使诊断、手术规划、手术模拟训练和教学教育等应用场合都能够直观地观察门静脉的血管结构及走向。