Visible Human计划的发展与应用

Ｖｉｓｂｌｅ Ｈｕｍａｎ计划是由美国国家医学图书馆发起的建立真空三维人体的ＣＴ、ＭＲＩ和解剖切面的数字经图像库，Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｈｕｍａｎ数据集已经成为构造电子医学图像库和虚拟解剖环境的理想基础。本文介绍了Ｖｉｓｂｌｅ Ｈｕｍａｎ计划的有关前景和发展过程，并概括分析了重建三维人体模型的基本方法和所要解决的主要问题。     

可视虚拟人研究概况

“可视虚拟人”研究是现代计算机信息技术与医学等学科相互结合的前沿性交叉项目 ,对科技发展有深远意义。1　国外研究动态1.1　美国可视人计划“可视人计划”(ＶｉｓｉｂｌｅＨｕｍａｎＰｒｏｊｅｃｔ,ＶＨＰ)发起于美国国家医学图书馆 (ＮＬＭ) 1987年的一项长期计划建议 :应该“系统而彻底地调查和研究建立生物医学图像库的技术要求和可行性。”[1 ] 。ＶＨＰ的初期目标是获取一个男子和一个女子尸体的每隔 1毫米横断面ＣＴ、ＭＲＩ和冷冻切片图像 ,三种模式中相应的横断面要求互相配准。这项建议促使ＮＬＭ去建立一个医学图像库 ,并提供…     

NPAC可视人体观察系统法国镜像站点的第一年评价

ＦｒｅｎｃｈｍｉｒｒｏｒｓｉｔｅｏｆｔｈｅＮＰＡＣＶｉｓｉ ｂｌｅＨｕｍａｎＶｉｅｗｅｒ :ｆｉｒｓｔｙｅａｒｅｖｌｕａｔｉｏｎＥ .Ｊ .Ｖｏｉｇｌｉｏ ,Ｂ .Ｆｒａｔｔｉｎｉ,Ｄ .Ｒｏｍｅｕｆ,Ａ ,Ｍｏｒｉｎ ,Ｊ .Ｐ .Ｈ .ＮｅｉｄｈａｒｄｔａｎｄＭ ,ＬａｖｉｌｌｅＮＰＡＣ可视人体观察系统法国镜像站点的第一年评价用ＪＡＶＡ编写图形界面可免费上网进入的ＮＰＡＣ可视人体观察系统 (ＮＰＡＣＶＨＶ)展示了国立医学图书馆开发的人体可视计划的解剖学断层。 1 997年 4月 ,里昂的医学媒体图书馆承担了ＮＰＡＣＶＨＶ法语镜像站…     

计算机辅助外科手术系统技术进展和应用

计算机辅助外科手术（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄｓｕｒｇｅｒｙ简称ＣＡＳ）系统是一种全新的神经外科、整形外科和矫形外科手术的模拟仿真系统及术中导航系统。本文主要介绍了计算机辅助外科所需的支撑技术及其进展。利用三维坐标测量技术、体素处理技术、以及各种医学图像的伪三维显示技术，可进行术前的手术模拟、治疗计划的制订，手术中的手术路径的查找，术后的治疗控制。然后，给出了应用例子。最后，讨论了计算机辅助外科手术系统的发展趋势。     

医学图像三维可视化技术及其应用

目的：医学图像三维可视化技术是医学图像领域新的研究热点,其应用领域广泛。为了更直观的掌握人体内部信息．医学图像三维可视化技术仍需继续发展。方法：本文对国内外近年来医学图像三维可视化技术及其应用进行了较为全面的综述。结果：主要介绍了三维可视化技术、体绘制加速技术、结合医学图像三维可视化的思路及在临床诊断和临床治疗上的最新应用,并对不同方法的特点及存在的问题进行了讨论。结论：研究表明,医学图像三维可视化技术在临床医学上已经取得了大量的应用成果。随着计算机技术的不断成熟和新技术不断涌现,医学图像三维可视化技术及其应用也将继续发展和完善。     

三维医学图像的交互式图形处理器快速重建

目的:开发一种基于图形处理器(GPU)的医学三维图像交互式重建系统,用于临床辅助诊断、手术计划等领域。方法:在GPU重建算法基础上使用了八叉树空间结构和多边形辅助光线投射方法实现进一步的优化,分别用基础算法和优化后的算法对一组CT图像进行重建,验证优化效果。结果:本研究实现的优化算法在真实医学三维图像重建中得到了高质量的重建结果,并且比原有的基于GPU的重建算法快2～3倍。结论:本研究实现的三维重建系统能有效加快重建速度,实现交互式快速重建。     

颅颌面整形外科立体可视化和手术仿真模拟系统的建立

目的 为实现颅颌面畸形解剖学研究、诊断分析、手术设计、疗效预测及颅颌面生长发育监测的计算机化、定量化、规范化、方法 应用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋高级编程语言和计算机图形图像三维可视化算法原理,开发研制出颅颌面ＣＴ图像三维重建,立体结构三维测量和颅颌面整形手术模拟的系统软件。建立了以ＣＴ数据为信息源基于多媒体微型计算机的颅颌面整形外科立体可视化、手术仿真模拟和疗效评价系统（３ＤＣＭＦ     

用Shear-warp算法实现超声心脏图像的快速体绘制

Shear- warp是基于物体空间扫描的一种体绘制技术 ,与传统的体绘制法相比 ,具有速度快、图像质量高的特点。本文介绍了 Shear- warp算法的原理 ,并将该算法应用到旋转扫描超声心脏图像插值结果的可视化 ,实现了心脏三维解剖结构的快速、准确重建。该算法在医学图像可视化中有广阔的应用前景     

医学图像三维重建方法的比较研究

医学体数据三维可视化技术有着广泛的应用前景。近年来为加快绘制速度、提高成像质量和节省存储空间提出了许多改进算法，本文讨论了医学图像三维表面绘制的两种重建方法及基本原理，并通过比较这两种重建方法对应的几种算法实现的复杂度、实时显示情况等，总结出各自的优势和弱点，分析不同情况下如何选择算法。     

Visible Human图象数据集的自动匹配方法

VisibleHuman计划是由美国国家医学图书馆发起建立的真实三维入体的CT、MRI和解剖切面的数字化图象库。Visible Human数据集已经成为构造电子医学图象库和虚拟解剖环境的理想基础,本文首先对CT图象进行灰度校正,并用基于像素相似性的方法实现了CT图象和MRI图象间的自动匹配。具有自适应空间搜索的遗传算法被用于实现全局性的优化过程,本文给出了初步的实验结果。     

自编医学统计处理软件介绍

本文介绍了在ＷＩＮＤＯＷＳ９５环境下,利用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ５．０进行医学实用软件开发的点滴体会,指出ＶＢ语言是一种简单易学,适用方便的编程工具。在临床、科研、教学中可以成为医务工作者的有力助手。     

基于区域生长法的三维心血管模型的分割

目的医学图像能够反映人体各组织的生理或病理性的结构信息和功能信息,根据图像序列,对患者心血管组织进行三维重建,可以方便医生对血管的病灶部位做出准确诊断。本文将区域生长法(region growing method,RGM)在二维图像的基础上用于三维,并比较RGM的3种子方法对心血管模型进行三维分割的效果。方法结合VTK(Visualization Toolkit)与ITK(Insight Segmentation and Registration Toolkit)函式库,首先利用光线投射法(ray casting,RC)对患者的CT扫描图像序列进行三维重建,得到患者胸腔三维模型;之后分别利用区域生长法中连通阈值、置信连接和邻域连接3种算法进行三维分割处理,得到患者心血管模型的仿真结果。结果三维重建仿真技术,具有直观重现心血管造影序列所描述的人体胸腔部位各组织的可能性;3种分割算法的比较显示,邻域连接法相比于其他两种算法,模型的解剖结构信息丢失程度较大,血管树的分支数目及管径也明显偏小。结论使用VTK与ITK函式库,通过光线投射法的体绘制技术和区域生长法的图像分割技术,可以建立患者的心血管模型;区域生长法中的连通阈值和置信连接算法,对结果的细节保留程度最大。     

中国数字人脑部体数据的任意切面绘制

目的:实现医学断层图像序列的三维重建及任意切面显示。方法:结合医学图像三维可视化的2种方法:表面绘制方法和体绘制方法,采用以三维矩阵数值运算与逻辑运算为基础的体数据面绘制算法。结果:可以从任意角度和位置来观察切面的形状、大小、灰度分布等各种生理病理特征。结论:通过分析子矩阵分解算法解决实时性要求与存储空间和运行时间的矛盾,克服了表面绘制不能体现内部数据的缺点,从一定程度上解决了体绘制的速度问题。     

基于OK图像采集卡和VTK的医学图像处理系统

目的针对当前医学图像处理的需要,在VTK类库提供的可视化与显示功能的基础上,用VC＋＋2008设计和实现一个可集成于OK图像采集卡的三维可视化系统。方法在VC＋＋2008平台下,结合可视化工具包VTK,对DICOM格式的CT图像序列进行面绘制和体绘制,通过设置虚拟切面的内点和法向量对重建后的三维物体进行切割并获得虚拟切片的信息,在切割的同时可以同步显示出虚拟切片图像。结果实验结果表明,该系统能有效地实现DICOM医学图像的体绘制和表面绘制,并且可以在任意方向切割、旋转、放大与平移三维图像。结论上述系统对增强OK图像采集卡的后处理功能具有重要作用,在理论研究和临床应用上有重要意义和研究价值。     

序列二维医学图像的三维显示法

详细综述了对序列二维医学图像进行三维显示的各种方法，进一步展示了该领域的最新发展方向。在比较各种显示技术的基础上，针对不同应用场合：计算机辅助手术实时导航系统和术前高精度诊疗系统，提出了不同的三维显示法。     

Medical image processing system based on OK series image board and visualization toolkit

目的针对当前医学图像处理的需要,在VTK类库提供的可视化与显示功能的基础上,用VC + + 2008设计和实现一个可集成于OK图像采集卡的三维可视化系统.方法在VC + +2008平台下,结合可视化工具包VTK,对DICOM格式的CT图像序列进行面绘制和体绘制,通过设置虚拟切面的内点和法向量对重建后的三维物体进行切割并获得虚拟切片的信息,在切割的同时可以同步显示出虚拟切片图像.结果 实验结果表明,该系统能有效地实现DICOM医学图像的体绘制和表面绘制,并且可以在任意方向切割、旋转、放大与平移三维图像.结论 上述系统对增强OK图像采集卡的后处理功能具有重要作用,在理论研究和临床应用上有重要意义和研究价值.     

一种基于斜单元模型的快速三维显示算法

本文报道作者开发研究的医学图象处理系统Ｖｉｓｕａｌｉｚｅｒ的系统结构及各功能模块的实现方法。在医学图象三维显示上，首次提出一种以斜单元模型代替以往的立方体单元模型的体视算法，这种新的显示算法运行速度快，同时又能产生高质量的显示图象。最后，本文以人脑部磁共振图象的操作和显示实例来说明系统的实用性和算法的有效性。     

虚拟切割及其在医学影像中的应用

本文首先介绍了中科院自动化所人工智能实验室开发的三维医学图像处理与分析系统，包括图像预处理、虚拟切割、三维面显示、三维体显示和手术模拟等功能，接下来介绍了虚拟切割的算法和功能，最后给出了实验的结果。     

VisualC 环境下医学图象的显示

本文在介绍位图结构的基础上，讨论了在ＶｉｓｕａｌＣ＋＋环境下调色板的设置及医学灰度图象的显示方法     

一种新的CT图像软组织显示方法

本文提出了一种新的软组织显示实现方案，由分割、距离变换、剥皮和体绘制四个步骤组成。在距离变换阶段，该方案采用了一种新的三维欧氏距离变换算法，在保证距离测量精度的同时缩短了运算时间。在体绘制阶段，采用了一种基于体绘制的三维数据场多表面显示方法，为缩短绘制时间它只考虑不同物质的边界体元对显示图象的贡献，并采用投影成像法对边界体元进行快速显示，提高了三维显示的质量。该方案被用于三维医学CT图像中软组织的显示。实验结果表明，该方法能够清晰地再现皮下血管、肌肉与骨骼的空间解剖关系，在临床医学领域具有重要的应用价值。