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研究生: 陳諺德
Chen, Yan-De
論文名稱: 互動式探索管狀內腔及在醫學教育上的應用
Interactive Exploration of Tubular Cavity and its application in medical education
指導教授: 陳立祥
Chen, Lih-Shyang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電腦與通信工程研究所
Institute of Computer & Communication Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 117
中文關鍵詞: 立體醫學影像管狀內腔
外文關鍵詞: 3D medical image, tubular cavity
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  • 這項研究著重於展示人體管狀器官的研究和發展,不但讓醫療人員將此資訊應用在數位學習,並且將可視化的管狀內腔應用於臨床上。此系統利用Marching Cube演算法建立精緻化的立體醫學影像[2],並開發互動式探索管狀內腔系統,及提供數位學習工具。此系統還使醫師能夠有效地檢查管壁,並透過切割工具切割作為臨床應用的管狀器官。這將提供一個更準確的診斷工具。
    此系統所提供的數位學習工具可以增進學習品質。此外,系統還導入Extrusion技術,建置人體管狀器官的管狀模型,提供了更好的視覺效果。這也可以提昇解剖學訓練,並往後延伸其醫學教育等相關領域。

    This study is focused on the research and development of the display of human tubular organ to allow medical personnel using this information for the e-Learning as well as clinical applications on the visualization of internal tubular organs. The system uses Marching Cube Algorithm to build an elaborate 3D medical image [2], enables interactive exploration of the tubular cavity system, and provides some e-Learning tools. The system also enable physicians to examine the tabular wall efficiently through cutting tools for cutting tubular organ for some clinical applications. This will provide a more accurate diagnosis tool.
    The e-Learning tools provided by the system can improve the learning quality. Furthermore, the system also makes use of the extrusion technique to build the tubular model to provide a better visualization effect. This can also improve the anatomy education and extend its medical education to other teaching areas.

    § 目錄 § § 中文摘要 § I § 英文摘要 § II § 誌謝 § III § 目錄 § IV § 圖目錄 § VI § 表目錄 § IX 第1章 導論 1 1.1章節提要 1 1.2研究動機與目的 2 第2章 研究背景 3 2.1 人體器官三維模型重建 3 2.2 體素圖像 4 2.3 多邊形表面圖像 6 2.4 MARCHING CUBE 3D RECONSTRUCTION 7 2.4.1 Marching Cube 概述 8 2.4.2 MCO重建演算法流程 10 第3章 互動式探索管狀內腔及在醫學教育上的應用 13 3.1系統架構 13 3.2互動式探索管狀內腔病灶-以虛擬腸鏡為例 16 3.2.1 使用者參數設定 17 3.2.2 呈現3D腸壁剖面 24 3.2.3 病灶監控與診斷 28 3.3生成人體管狀器官中心線 31 3.3.1 分析三維細線化資料 31 3.3.2 化簡中心線分支 35 3.3.2.1 合併管狀器官中心線的線段 37 3.3.2.2 人體管狀器官中心線的預覽機制 39 3.3.2.3 輔助點機制 43 3.3.3 微調中心線資訊 46 3.3.4 儲存及計算中心線相關資訊 49 3.4 人體管狀內腔流動機制 55 3.4.1 操作分析 55 3.4.2 管道中心線的應用處理 58 3.4.2.1 管道流動路徑的決定模式 58 3.4.2.2 自動偵測附屬管道 60 3.4.2.3 管道流動路徑的預覽機制 63 3.4.3 呈現流動過程處理 64 3.4.3.1 設計管狀內腔流動物質 64 3.4.3.2 分流機制 64 3.4.3.3 管道內物質的流動及自動調整流動物質大小 67 3.5 重建人體管狀三維模型 68 3.5.1建置平滑管狀物件模式 69 3.5.1.1 以管道中心線為基準重建平滑管狀物件 70 3.5.1.2 以輪廓線為基準重建平滑管狀物件 75 3.5.2 改善自動偵測特徵點 77 3.5.3 Circle Contour Distortion 81 3.5.4 Circle Contour Cross 83 3.5.5 管道分支處理 87 3.5.6 管狀3D物件的檔案機制與相關操作 89 3.6 模擬切割人體管狀器官 91 3.6.1 使用者情境 92 3.6.2 扇形幾何圖形切割 93 3.7 人體切片導覽系統 96 3.7.1 切片導覽 97 3.7.1.1 建置三維平面 98 3.7.1.2 材質貼圖 100 第4章 結論 105 4.1 研究成果 105 4.2 系統展示 105 4.3 未來發展 114 § 參考文獻 § 115

    § 參考文獻 §
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