大脑组织分层体网格建立及变形技术研究

虚拟手术系统在辅助医生合理制定术前方案以提高手术成功率方面有重要意义。虚拟手术系统主要由医学数据可视化与建模和人体组织器官(主要是软组织)受力形变仿真两部分构成。针对大脑的复杂结构,本文采用混合水平集并结合阈值分割及形态学方法,可有效地将大脑磁共振图像分割成头部轮廓、灰质、白质、脑脊液和脑室五部分,并利用课题组开发的基于约束的Delaunay算法及iso2mesh等开源工具包,建立了脑组织的四面体网格,并对各部分组织对应的网格分别进行标记。最后利用得到的具有真实解剖结构的有限元网格,对软组织的形变进行了研究,建立了基于Tensor-Mass模型的点触和球触变形模拟。本文的研究可进一步提高大脑虚拟手术的定位精度和反映大脑组织形变的过程。