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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
基于医学图像的手术引导技术是计算机辅助手术的一个重要研究分支，也是介入医学的基础，对于提高外科手术的准确性和成功率具有重要意义。然而，目前国内外先进的手术引导系统中普遍存在如下局限：即基于术前影像数据的引导和模拟，不能准确反映术中的实际情况。针对上述题目的解决，具体到骨外科手术，论文提出了“利用术中X射线图像校正术前CT重构模型”的新方法（专利受理号：2010101125010）。针对上述方法涉及的相关理论基础和关键技术开展多学科交叉领域的探索性研究，侧重于基于医学图像的三维可视化技术、三维分割技术、图像配准技术，以及三维交互技术等的研究与实现，并以骨科脊柱医学图像为验证实例，开发了面向手术引导的医学图像处理系统，验证论文所给出的理论推导和关键算法。论文主要工作如下： （1）针对骨科脊柱CT图像，构建了符合手术方案设计要求的三维重构模型。提出了基于扫描线立方体对象相关的等值面提取算法，优化了关联立方体的检索方式，加速了对象相关表面的抽取过程；进一步结合Decimate算法消除了MC(Marching Cubes)方法造成的过多三角面片题目，可获得较高质量的三维重构模型。 （2）为解决传统二维图像分割算法在应用于数据量巨大的三维体数据时存在的困难，引入图形学中的扫描线种子填充思想，提出了基于扫描面的三维分割算法：优化了二维图像像素的区域生长方式；针对三维体数据提出了不规则形状对象的通用分割框架，定义了基于扫描面的搜索方式，以降低搜索复杂度；给出了基于跨距的优化搜索策略，实现不规则对象的快速三维分割，其算法性能较现有三维分割算法有显著提高。 （3）针对CT三维图像中因CT设备采样精度造成的弱联通题目，结合数学形态学思想，提出了基于数学形态学的三维分割算法，实现了脊柱椎体完整的分割分离。 （4）为克服图像分割后数据文件过大、冗余信息过多的不足，提出了基于最小包围盒的存储优化策略，显著地消除数据冗余并确保了对象信息的完整性，为数据的远程传输提供了行之有效的解决方案。（5）开展了针对X射线/CT图像2D/3D配准校正的研究工作：①提出了基于超分辨率采样高质量DRR(Digitally Reconstructed Radiograph)图像的生成方法，优化了DRR图像的增强方式；②分析并提取了某型号C臂X机的特征参数，建立了虚拟C臂X机仿真系统，提出了一种物象空间变换参考点的定位校正方法，用于辅助术中图像的实时匹配；③为提高配准的精度和执行效率，给出了一种分步式的2D/2D图像配准方式，以脊柱图像为实例，初步验证了“利用术中X射线图像校正术前CT重构模型”方法的可行性及有效性。 （6）为克服传统手术模拟环境中交互灵活性差和实时显示能力弱的不足，提出了基于3DWidgets的器械置入和手术模拟的三维交互设计方法，实现了其在手术规划过程中的便捷交互及快速定位，同时为各类器械介入手术模拟提供了行之有效的借鉴案例。 （7）在理论研究成果的基础上，开发了“面向手术引导的医学图像处理系统BioIGS1.0”，取得了软件著作登记权(登记号：2010SRBJ0393)；进一步提出了“以CAD为核心的虚拟手术系统集成平台”的设想，结合实例阐述了系统集成技术路线的可行性，为多学科交叉领域的创新性研究提供了指导性建议。 |
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发表于 2022-9-13 23:19:15
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