摘要：目的解决虚拟手术系统中图像处理与三维可视化等方面的关键问题。方法利用VTK的可视化功能与ITK强大的图像处理功能,将它们集成起来,研究图像分割、图像配准与融合、三维重建与虚拟切割等关键技术。结果利用VTK与ITK,实现了图像的准确分割、多模态图像配准、三维重建与显示,并能进行三维虚拟切割。结论这种集成化的三维虚拟手术系统,可以使医生直观地观察手术过程与效果,提高手术的安全性与质量。

摘要：针对传统种植方法容易产生植入位置不正和虚拟设计手术难转移问题,文章设计一种基于VTK可视化类库实现新型的CT图像三维虚拟牙种植导航系统;通过对能提供详细软组织,植入区牙颌骨及相邻解剖结构的CT数据进行预处理,三维重建,三维切割与测量;医生能在此系统中参考种植体、邻牙及相关牙骨结构,进行虚拟种植体植入位置、尺寸、角度的设计并通过配准融合的方法生成种植导航导板;实验结果表明:该系统能真实直观地再现牙颌骨全貌,准确地把虚拟手术转化到实际手术中,提高了牙种植修复效果。

摘要：目前临床的医学可视化工具不能准确模拟开颅手术过程,也难以获得颅脑开窗后的仿真影像来评估手术方案对颅内组织的影响。为此,设计一种面向外科手术医生的开颅手术仿真系统。相对于传统医学可视化工具针对医学影像数据进行一次性建模的方式,该系统在三维数据重建前完成关键组织区域的提取和划分,以提升分割效果的区分度,同时采用松耦合结构方便后续功能扩展。系统基于病人术前的MRI数据,自动化地提取出关键组织区域并混合绘制为多解剖结构的手术模型。手术模型可模拟开窗区域规划、手术入路、虚拟切割等开颅手术过程,并对不同解剖结构的面绘制及体绘制模型分别应用切割隐函数,以生成开窗后大脑皮层及浅表静脉等关键区域影像。实现结果表明,该系统允许医生尝试不同的手术方案,能仿真关键问题并评估方案优劣,达到减少手术风险、熟练手术步骤、提高手术精确度的目的。

摘要：尸体解剖操作是解剖学教学的重要手段。近年来,多种原因造成尸体标本的获取量难以满足医学教学所需,严重制约着解剖学的教学质量。为此,本研究利用数字人技术设计了人体虚拟解剖教学系统。选用男性、女性高清数字人数据集各1套,断层图像分辨率分别为13700像素?340像素和12000像素?700像素,层间距均为0.1mm,利用人工识别的方法获得人体器官结构的分割数据集,构建具有真实纹理贴图的三维模型,生成具有多种数据类型和解剖知识的数字人模型。依据尸体解剖的操作方式和数字技术的特点,利用虚拟切割、显示与隐藏、放大与缩小、旋转、漫游等数字技术来模拟手术刀的一些基本操作,从而实现人体结构解剖操作的虚拟仿真。