本文選題：三維重建 + Mimics��； 參考：《中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院》2016年博士論文

【摘要】：目的：1、研究在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上應(yīng)用三維重建技術(shù)快速、準(zhǔn)確地構(gòu)建人體胸部數(shù)字化模型的方法。2、研究在數(shù)字化建模的基礎(chǔ)上精確構(gòu)建人體胸部有限元模型的方法。3、研究個(gè)體化肺癌模型的構(gòu)建方法,并探索肺腫瘤及相關(guān)脈管系統(tǒng)的三維重建以及虛擬手術(shù)在肺外科中的臨床應(yīng)用價(jià)值。4、在肺癌數(shù)字化建模的基礎(chǔ)上進(jìn)行個(gè)體化3D打印研究,并初步探討其在外科輔助中的可行性。方法：1、選擇1名健康的中年男性志愿者作為建模對(duì)象,通過薄層胸部CT連續(xù)掃描得到DICOM格式的全部圖像數(shù)據(jù)。將CT圖像導(dǎo)入Mimics 18.0軟件,進(jìn)行圖像分割、三維模型計(jì)算,在PC機(jī)上快速構(gòu)建胸部整體的三維數(shù)字可視化模型。2、將第一部分Mimics18.0軟件中構(gòu)建的胸部三維幾何面網(wǎng)格模型直接導(dǎo)入到3-matic軟件中,進(jìn)行面網(wǎng)格優(yōu)化和體網(wǎng)格劃分,接著將體網(wǎng)格模型再次導(dǎo)入到Mimics18.0軟件中,根據(jù)圖像CT值進(jìn)行精確的材質(zhì)分配,最后導(dǎo)入到Ansys14.5軟件后生成人體胸部的三維有限元模型。3、利用肺癌患者的胸部CT掃描數(shù)據(jù),在Mimics軟件中使用半自動(dòng)化的分割方法對(duì)肺腫瘤進(jìn)行圖像分割,建立個(gè)體化的肺癌模型。利用相應(yīng)的軟件工具在模型上進(jìn)行虛擬手術(shù)操作并探討其臨床應(yīng)用價(jià)值。4、選取6例肺癌數(shù)字模型,以STL文件格式輸入到3D打印機(jī),應(yīng)用3D打印技術(shù)制作成個(gè)體化的肺癌實(shí)體模型,并基于模型進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中實(shí)時(shí)指導(dǎo)。結(jié)果：1、在PC機(jī)上成功構(gòu)建了胸部皮膚、骨骼、肺、氣管支氣管樹和肺血管的整體三維數(shù)字可視化模型,模型清晰度高、立體感強(qiáng),真實(shí)反應(yīng)了人體胸部復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)。模型可編輯性強(qiáng),能輸出多種三維軟件通用格式,可用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)有限元分析等后續(xù)研究。2、Mimics軟件根據(jù)不同組織的灰度值對(duì)模型進(jìn)行準(zhǔn)確、高效的材質(zhì)分配,成功建立了外形逼真、結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的人體胸部有限元模型。模型包括胸部皮膚、骨骼、各肺葉、肺動(dòng)脈、肺靜脈和氣管支氣管樹,為有限元分析提供了精準(zhǔn)的模型支持。3、成功構(gòu)建了肺癌個(gè)體化的三維數(shù)字化模型,模型幾何相似性高、立體感強(qiáng),真實(shí)地反應(yīng)了肺癌的形態(tài)特點(diǎn)及其毗鄰結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系。通過對(duì)模型進(jìn)行移動(dòng)、分離、組合、顯隱等操作,可以進(jìn)行多角度觀察、測(cè)量。基于肺癌模型進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃以及虛擬手術(shù)操作可以縮短手術(shù)時(shí)間。4、我們利用3D打印技術(shù)得到了個(gè)體化的肺癌實(shí)體模型,準(zhǔn)確地反映了病變部位特點(diǎn)及其相關(guān)解剖關(guān)系�；趯�(shí)體模型可以進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃、實(shí)時(shí)指導(dǎo)手術(shù)進(jìn)行,在·臨床上具有可行性。結(jié)論：本研究利用Mimics軟件在個(gè)人計(jì)算機(jī)上快速、準(zhǔn)確地構(gòu)建了人體胸部的三維數(shù)字可視化模型,在此基礎(chǔ)上建立了精確的胸部有限元模型和肺癌數(shù)字化模型,進(jìn)一步利用3D打印技術(shù)得到了外形更加直觀的肺癌實(shí)體模型。本研究實(shí)現(xiàn)了由二維到三維、由平面到立體、由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、由虛擬到實(shí)體的轉(zhuǎn)化,在科研、教學(xué)和手術(shù)輔助上具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。該研究所使用的軟件界面友好、可編輯性強(qiáng),在普通配置的電腦上即可運(yùn)行,沒有理工科背景的胸外科醫(yī)生也可以通過自學(xué)完成建模等相關(guān)工作,節(jié)省了大筆建模費(fèi)用,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,也為輔助一些高難度手術(shù)打下基礎(chǔ),在臨床上具有推廣潛力。
[Abstract]:Objective : 1 . To study the method of 3D reconstruction of human breast by using three - dimensional reconstruction technique on personal computer ( PC ) . A three - dimensional digital visualization model of lung cancer is established by means of 3D printing technique .
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R816.4

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本文編號(hào)：2015309