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肝脏管道系统数字化及虚拟肝脏的研究

背景肝脏临床解剖学的发展促进了肝脏外科学的发展。传统的肝脏管道系统的研究大多针对尸体固定标本,管道没经过灌注,呈塌陷状态,肝脏本身的立体和空间构像的改变,这同在体器官存在一定的差异,所获取的管道数据是不够确切的。随着现代科学技术的发展,近年来肝脏管道系统的三维重建的研究十分活跃。Raptopouls V.等行螺旋CT血管造影三维重建,能同时完成显示门静脉、肝静脉全貌及其复杂的空间解剖结构关系,可直观评价门静脉、肝静脉的位置、管径、阻塞程度及其侧支循环情况。Wigmore SJ.等则利用螺旋CT肝脏扫描图片进行三维重建、虚拟肝脏切除、评估肝切除手术后肝衰的危险性,从而决定肝脏的切除范围。由此可见,肝脏管道系统的三维成像对肝脏结构、肝脏外科疾病的诊断和治疗方案的制定都有重要意义。尽管如此,但目前肝脏的管道结构研究仍存在有许多的弊端。首先,固定的没有经过管道灌注的肝脏失去立体和空间结构,获得的管道数据与活体肝脏管道数据存在很大差异。其  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

第一军医大学
第一军医大学

肝脏及其内部血管64排螺旋CT扫描数据三维重建及虚拟手术研究

背景近20年来,原发性肝癌(HCC)患者的整体预后得到明显改善,但相对全球每年50万新发病例和近100万死亡病例而言,目前疗效远不能满足人们的期望。外科手术切除(partial hepatectomy)及肝脏移植(liver transplantation)属于根治性治疗,仍是肝癌治疗的首要选择。肝肿瘤外科手术切除的可行性必须从解剖学上评估,看肿瘤的大小与数目及部位于肝脏何处、与肝脏内血管位置的关系、有无转移、手术后残肝的功能等。随着术前对患者更适当的评估、对肝解剖学和肝脏功能认识的增加、肝脏切除技术及术后护理的改善,肝脏切除的并发症及死亡率已大大下降,现在,国内、外肝脏切除死亡率的标准为<3%。目前,随着计算机技术、图像处理技术、医学物理学科与医学的交叉融合和迅速发展,外科诊断与治疗的手段正在发生着很大的变化。近年来出现的计算机辅助手术系统,虚拟外科手术系统等就是在信息科学迅速发展并应用于医学领域产生的成果。外科医生通过这些先...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

在体肝脏图像配准方法及应用研究

肝脏是人体重要的消化器官,肝脏疾病直接影响人的健康和生存。随着医学、计算机技术及生物医学工程技术的发展,医学影像学为临床诊断提供了多种模式的医学图像,这些图像在医学诊断和治疗中的作用显得非常重要。但是单一模式的图像往往不能提供医生所需要的足够的诊断信息。在实际临床应用中,往往需要将不同模式的医学图像有机地结合起来,得到更丰富的信息以便了解病变组织或器官的综合信息,从而做出准确的诊断或制订出合适的治疗方案,这就首先寻找一种(或一系列)空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致即进行图像配准。配准结果应使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义的点都达到匹配。由于在体肝脏图像是患者在临床检查中获取的,其中包含了患者的个体特征信息,对其进行处理分析对临床诊断具有更加直接的意义。本文以福建省卫生教育联合攻关计划项目“数字化虚拟肝脏及手术计划系统”课题为依托,以肝脏图像配准为背景,系统研究了在体肝脏图像的配准方...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

由手提相机获得的序列图像进行三维重建

本论文研究了如何由非定标图像序列恢复三维实体模型,对其中的若干关键技术进行了深入研究,特别是立体像对的稠密匹配。本文的重点是在理论和实践两方面研究了在有遮挡的情况下,如何由长图像序列进行三维欧氏重建并最终获得物体完整结构的问题。由本文所给的算法可以恢复具有很好真实感的完整三维实体模型。主要研究成果如下:1.提出了一种新的用于种子点可靠匹配的两层算法,该算法在图像边缘提取的基础上,首先比较目标点匹配的边缘相似性,这种特征匹配具有简单可靠的优点。在此基础上,在一个相对较小的搜索范围内比较其灰度相似性,从而得到目标点的精确匹配。该算法可以有效地避免由于重复图案所引起的匹配误差。2.提出了一种基于图像划分的传播式稠密匹配算法,该算法不仅适用于未经校正的图像对,而且适用于存在大视差的图像对,以及图像中纹理稀疏的区域。通过用种子点的Voronoi图对图像划分,并以特征跟踪的结果作为匹配传播的起点,有效地消除了匹配误差的积累。传播算法在极大提...  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

基于二次曲线的单轴旋转运动分析和三维重建

在计算机视觉的运动与结构分析中,存在一种特殊而又重要的运动形式,那就是单轴旋转运动。单轴旋转运动是指物体绕某一固定轴旋转,而不发生任何平移的运动形式。由于它限制了运动的一定自由度,因此在分析中具有一定的特殊性;在欧氏空间,任何运动都可分解为绕某转轴的旋转运动和沿此转轴的平移运动,因此,对于单轴旋转运动的深入分析,将有助于我们更好地解决计算机视觉中的运动和结构问题。利用单轴旋转运动进行物体的三维重建,是目前各种三维重建工作中最为有效的方法。虽然对利用单轴旋转运动进行物体三维重建的研究已有较长的发展历史,但这些重建方法基本上是建立在定标相机的基础上的。在最近的研究中,一些研究人员利用视觉几何的方法从非定标的图象中对单轴旋转运动进行分析,提出了利用基本矩阵和三焦距张量求解单轴旋转运动中的关键参数——旋转角度的算法,但是该算法需要计算一系列相邻2图象的基本矩阵和一系列相邻3图象的三焦距张量,由于每个基本矩阵的自由度为7,每个三焦距张量的...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北大学
西北大学

计算机视觉三维重建理论与应用

计算机立体视觉研究利用二维投影图像恢复三维景物世界的问题,是计算机视觉技术的主要任务之一。计算机三维重建理论及其实现技术在战场三维地形建模、战场监视以及精确导航等领域有着重要的应用。根据军队建设对快速三维地形重建和快速精确定位的需要,本文对立体视觉计算中的影像特征提取、基于知识的影像分析、宽基线影像匹配、影像地面控制点自动识别、三维实时重建以及立体视觉模型误差分析等问题展开了理论和实现技术的研究,取得了一些研究成果。图像基本特征获取是计算机三维重建多种算法的基础。通过对直线特征的分析,本文提出了一个新的层次结构化直线提取算法。该算法在不同尺度上利用局部区域直线特征构造直线段,形成一种具有层次的结构化的直线表示。算法采用自底向上的策略,首先构造底层局部线段结构,然后利用业已获得的下层结构构造上一层结构,因此具有较高的效率。算法既利用了局部特征,又利用了全局特征,因此具有较高的可靠性。在区域特征提取方面,本文的贡献是提出了一个稳健的...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

场景三维重建的若干关键技术研究

计算机技术的发展和现实的需求,使得场景的三维重建问题成为一个研究热点。本文主要研究场景三维重建的关键技术,并提出了相应的解决方案。论文首先回顾了三维重建技术的发展及现状,论述了几种典型的三维重建方法。在基于图像的三维重建过程中,关键部分是图像对之间的特征匹配。为改进目前特征匹配算法的性能,本文提出基于角仿射不变的特征匹配算法。该算法使用角作为图像匹配选取的特征,通过仿射不变处理,消除图像缩放、扭曲、旋转和平移等变化产生的影响,提高了特征匹配的精度和正确匹配率。在三维重建过程中,由于特征提取和匹配时误差的存在,使得不规则物体的精确重建变得非常困难,本文提出了一种利用二次样条曲线作为基元的三维重建方法,并将之应用到空间不规则物体的三维重建中。使用二次样条曲线作为基元可以尽可能的在特征提取时减少近似误差的影响,曲线拟合时可以提高拟合精度和加快计算速度。最后,为加快三维场景的绘制速度,可以使用分布式图像绘制技术绘制三维场景。由于遗传算法...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>