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基于Web的鼻腔虚拟内窥镜
在广泛研究虚拟内窥镜技术的基础上,我们开发了一个小型的、能够实现网上浏览的、基于面绘制的鼻部虚拟内窥镜系统,在虚拟内窥镜技术的实现上做了有益的尝试.
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三维人体虚拟内镜的发展和应用研究
虚拟内窥镜作为一种非侵入性诊断方法,在临床上具有广泛的应用前景,本文对虚拟内窥镜系统进行了分析,讨论了虚拟摄像机的空间定位问题以及虚拟现实的实现方法.说明了其主要的应用范围.后,展望该领域发展的前景.
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多层螺旋CT虚拟内窥镜的临床应用
多层螺旋CT虚拟内窥镜是一种新的非侵入性诊断方法,它使用计算机处理 CT产生的三维医学图像,生成人体内部特定解剖结构的三维动态视图,以模拟标准内窥镜的检查过程和视觉效果.它具有非侵入性、重复使用、动态病理分析、无检查死区等独特优点,因此很快在临床中得到了应用.
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虚拟实体技术已经进入医学领域
在2000年度的北美放射学会(RSNA)芝加哥年会上,虚拟实体技术是会议介绍的主题之一.我们从RSNA的网页上可以看到用虚拟三维图像技术展示的被裹尸布包裹着的木乃伊的形像,并且象解剖场景一样看到了它的体内状况.但虚拟现实技术主要还不是用来看木乃伊的,而是学习解剖、诊断、协助手术和制造假体等的手段.在RSNA芝加哥年会上也有关于用虚拟现实技术进行内耳和关节手术以及虚拟内窥镜等的报道.
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基于多重增量递推和采样点分解的求交算法
同一投射光线上相邻采样点间以及屏幕相邻像素点投射光线上的递推增量间都存在着递推关系,本文据此提出一种利用这些递推关系来快速计算采样点坐标的多重增量递推算法,使投射光线与采样平面间交点的计算完全避免了乘法运算,同时把采样点坐标分解为整数和浮点数两部分,避免了计算采样点坐标时浮点数的取整运算.综合应用多重增量递推和采样点分解技术,对于采用三线性插值方式和常规光线投射算法,渲染速度达到传统采样点计算方式的2倍以上,且不需要额外的内存消耗和预处理,也不损失图像质量,在虚拟内窥成像中有较大应用价值.
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基于超线程技术的虚拟内窥成像方法
成像速度是影响虚拟内窥镜应线程技术(hyper-threading,HT)的虚拟内窥成像算法,在对传统的VE算法进行并行化处理的基础上,用OpenMP语言编程,使之能在支持HT技术的P4/3.06G的Pentium处理器上实现双线程并行计算,实现了对虚拟内窥镜系统优化的目的.与传统的虚拟内窥镜算法比较速度提高三倍多,而且对图像质量没有任何影响,具有实际应用价值.论文提供的算法还可应用于其他需要并行处理的场合.
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CT结肠造影中息肉的自动识别
目的:通过计算机自动识别CT结肠造影中结肠息肉的方法,提高结肠息肉筛查的灵敏度及效率.方法:利用计算CT图像的偏导数得到等值面的几何形态,找到符合息肉特征的体素,通过区域生长及模糊分类完成对息肉的识别与分割,并将识别到的息肉用特殊颜色标记,在其引导下进行虚拟内窥镜重建.结果:自动识别方法对息肉的总体敏感度为68.8%,假阳性率为4.7个/病例,平均检查时间为16.3 min.同人工方法相比,检查时间平均缩短40.5%,且对5～10 mm息肉的敏感度有明显提高(P=0.046).结论:本方法具有较高的识别灵敏度,能加快息肉筛查的速度,可作为结肠息肉筛查的辅助手段.
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虚拟内窥镜中漫游路径的获取
漫游路径提取和碰撞检测是复杂环境下虚拟漫游的两个重要难题,尤其在人体器官中的虚拟内窥漫游.我们通过结合保持物体形状的骨架和内部点到边界的距离解决了上述两个难题.综合了距离变换和拓补细化,本文提出了包含距离信息的中心线提取算法.该算法可以有效的提取出管状物体的单体素连接的中心线并能记录中心线到删除层的距离.骨架上的杂枝也可通过距离阈值和长度阈值予以删除.此外,我们还结合了直线模拟来光滑骨架.实验结果表面该算法得到的骨架能够很好地表示复杂的管状物体并能有效的指导漫游.
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心脏三维超声虚拟内窥镜系统导航与介入方法研究
目的 通过心脏三维超声虚拟内窥镜系统导航和介入方法研究,旨在探索并建立复杂型先心病虚拟现实环境下观察的规范化"路径"和介入方法.方法 采用体绘制技术重建心腔内表面的三维图像,并置感兴趣的心内结构于可视化显示窗中心,键盘操作与人工导航结合使三维重建图像沿着视线方向前进,产生被观察心内结构目标不断靠近观察者和放大的多帧图像.结果 系统通过控制鼠标、键盘立体定位,结合Van Praagh"节段分析法"对感兴趣区域观察,使操作者在虚拟心脏内漫游,实现部分心内畸形结构的诊断.对诊断房、室间隔缺损者,应用虚拟介入装置模拟ASD、VSD介入治疗.结论 三维超声虚拟内窥镜为先天性心脏病临床诊断、术前模拟介入、手术计划、外科手术导航及计算机辅助医学教学提供了一种新方法.
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三维人体虚拟内窥的实验研究
目的对三维人体虚拟内窥系统进行初步的实验研究. 方法建立了虚拟摄像机几何模型和定位方法,根据人体的三维影像数据,以不同分辨率对虚拟人体进行不同角度的观察.并对虚拟内窥镜的观察结果用光线跟踪方法检测表面和用三线性插值方法绘制表面图. 结果实现虚拟内窥结果的可视化,研制出基于微机的虚拟内窥系统和对三维人体影像数据虚拟内窥的结果. 结论虚拟内窥是实现医学虚拟诊断、虚拟治疗和虚拟教学的很有前途的手段之一.
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虚拟内窥镜系统中的自动导航
目的研究基于PC 机的虚拟内窥系统中的自动导航方法. 方法首先设计了一种基于位编码和坐标变换的快速3D细化算法来提高提取器官骨架的运算速度;然后采用2次跟踪技术裁剪骨架分支得到所需的导航路径;后提出一种3遍3次Bezier平滑导航路径算法和Bezier插值算法,使导航路径至少能达到C1连续且较为平坦,并以平滑的导航路径上的点控制虚拟摄像机位置,以对应点处的切线(一阶导数)控制虚拟摄像机方向. 结果对经过分割后获得的人体气管体数据进行自动导航实验,结果表明,在自动导航中虚拟摄像机能保持远离气管内壁,而且相邻帧之间过渡比较平滑,能产生效果很好的自动导航动画. 结论方法实现简单,基本上能满足虚拟内窥镜系统临床应用的要求.
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基于PC机的虚拟内窥镜成像算法
目的对现有的虚拟内窥镜成像方法进行改进,使之能够在PC机上运行.方法传统算法在观察点位置变化时,应先对所有原始体数据进行三维坐标变换后再作透视投影,本文算法只对被观察的那部分数据进行处理,减少不必要的坐标变换,并将坐标变换、表面检测、透视投影等紧密结合,在一次光线跟踪过程中完成这些计算以减小计算量;直接对原始体数据进行投影,无需先对体数据进行插值,因此不用保留插值的中间结果,减少了内存消耗;在成像过程中自动排除与成像结果无关的数据,使它们不参与插值,不参与投影,进一步提高了计算速度.结果设计出基于PC机的虚拟内窥镜系统,并用大小为512×512的CT图片,绘制了胸部气管的内窥图像,以验证本文算法的有效性. 结论所提出的算法能够在PC机上实现,有助于虚拟内窥镜系统的推广应用.
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基于VTK的医学虚拟内窥镜系统的研究
目的:开发一个能集成于PACS的虚拟内窥镜系统.方法:对虚拟内窥镜系统实现中的关键技术进行了相应研究,利用可视化工具包VTK,进行了虚拟内窥镜系统的实现.结果:虚拟内窥镜系统集成到PACS中,增强了PACS系统的后处理功能.结论:虚拟内窥镜作为一种新颖的医学图像后处理技术,提供了一种完全无创伤的检查,在计算机辅助医学教学、外科手术导航、手术规划、临床诊断等领域有着广阔的应用前景.
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医学图像三维可视化技术与应用
随着医学成像和计算机辅助技术的发展,从二维医学图像到三维可视化技术成为研究的热点,本文介绍了三维图像可视化方法和关键技术,以及在医学诊断和临床治疗上初步应用.三维图像可视化技术在虚拟内窥镜、计算机辅助手术和远程手术等领域显示了广泛的应用前景.
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计算机辅助手术中虚拟内窥镜技术的应用
对计算机辅助手术中虚拟内窥镜技术的应用作了较为全面的阐述.介绍了虚拟内窥镜的技术发展、关键技术和实现的技术难点.就典型的耳鼻喉、脑神经外科手术领域,详细地分析了虚拟内窥镜技术的实现,并就计算机辅助手术领域虚拟内窥镜技术的发展作了进一步的展望.
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人体空腔结构可视化技术
利用非侵入性的医学影像数据对人体空腔结构进行三维可视化重建,对于空腔内表面疾病的诊断、医学教学及手术计划等方面都有着重要意义.然而,由于空腔的特殊结构和特征,如何准确而直观地将空腔内壁的三维结构与形态可视化地展现出来仍然是医学可视化领域中的一个难点.综述了人体空腔结构可视化技术的近期研究进展,对虚拟内窥镜、虚拟展平、虚拟切开、颜色映射等各种技术进行了评述与比较,指出了各种技术各自的优缺点,并展望了空腔结构可视化技术今后的发展方向.
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虚拟现实技术在脑卒中患者手功能康复中的应用
虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术产生于20世纪60年代,是一项跨计算机图形学、人机交互技术、多媒体技术、传感技术、人工智能等多个方面的技术,其在医学上主要应用于虚拟内窥镜、计算机辅助手术治疗、手术的方针与训练[1]、医学教学[2]等.
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X线CT发展现状与展望
CT是“计算机X线断层摄影机”或“计算机X线断层摄影术”的英文简称，我国在70年代末引进了这一新技术，在短短的30年里，全国各地乃至县镇级医院共安装了各种型号的CT机数千台，CT检查在全国范围内迅速地层开，现在CT的应用的前沿代表有PET-CT、虚拟内窥镜、外伤或急重症病人，成为医学诊断中不可缺少的设备。
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心脏三维超声虚拟内窥镜成像相关技术及应用
虚拟内窥镜(virtual endoscopy,VE)是晚近发展的一项崭新技术,利用CT、MR或超声二维结构图像数据进行三维重建,生成具有内窥镜可视效果的三维可视化图像[1].
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64层CT造影断层图像虚拟技术和CT仿真结肠镜的临床应用
背景:虚拟内窥镜能够充分显示结肠的解剖形态以及病变部位,并从狭窄、梗阻处两端观察肠腔的解剖和病变.结合三维图像还可了解肠壁以及腔外的情况,更有利于肿瘤的定性以及分期诊断.目的:探讨64层CT造影断层图像虚拟技术和64层螺旋CT三维成像与仿真内镜在结肠肿瘤诊断中的应用价值.方法:应用Philips/Brilliance 64 CT对10例术后病理标本证实的结肠癌(8例)和结肠息肉(2例)进行容积扫描.Mimics软件用Marching Cubes算法对肠管进行面绘制及用虚拟内镜法重建三维图像及基于CT造影二维图像对大肠及周围结构等各种组织进行三维重建,并与Brilliance workspace工作站三维成像和仿真内镜结果相比较.结果与结论:10例三维成像效果良好,虚拟内镜与CT仿真内镜显示基本一致.虚拟结肠镜结合多结构数字模型重建可以提供更多信息,有助于病变的准确定位,能准确反映其复杂的解剖结构及空间毗邻关系.说明64层CT造影断层图像虚拟技术能达到与CT仿真内镜结合三维成像同样的敏感性和特异性,加上各种组织三维重建技术可以提供较仿真内镜更丰富的信息.
