数字虚拟肝脏建模与仿真方法研究

数字化虚拟人体、虚拟器官的研究是当前科学研究的热点。本项目致力于数字虚拟肝脏的形态结构、物理特性及功能的建模仿真研究。利用医学影像设备获取肝脏图像，从中分割出门静脉、肝动脉、肝静脉和胆管等管道系统，建立具有病人个体特征、能够反映肝内各组织结构相互关系的三维形态模型；建立肝脏脉管系统的分析算法；以肝脏的三维形态模型为几何结构，结合肝内各组织结构的弹性模量、黏性系数等物理参数共同构造肝脏的物理模型，模拟在生理、病理和手术等原因引起的外界条件变化时器官内各结构可能发生的相应改变。通过构建具有病人个体特征和精细三维结构及主要物理特性的虚拟器官，利用力反馈设备和三维交互设备，在计算机中建立一个逼真的和具有沉浸感的模拟环境，进行虚拟肝脏仿真，并应用于医学领域。通过本项目的研究，还可以建立起一套对研究各种具有脉管结构的器官基本适用的规范及方法，为数字化虚拟人体更广泛的应用奠定基础。