可交互人体肝脏数字模型的个性化建模与仿真是肝脏虚拟手术的关键技术之一,能够直观、立体地显示肝脏的解剖结构,为肝脏疾病的治疗和手术方案的制定提供依据,对肝脏解剖结构以及肝脏虚拟手术的研究具有重要的意义。目前肝脏数字模型的构建大多数是基于CT图像的三维重建,使用这种方法对于每个肝脏个体都要进行一次重建,重复性较大,而且CT图像在分辨率上存在的不足也使得重建的模型未能达到期望的精度。针对上述问题,本文对肝脏三维外表面模型的构建进行研究,提出一种基于模型驱动的肝脏个性化建模方法,首先按照传统的三维重建方法构建一个精度较高的三维肝脏模型,然后用提取的肝脏个体的个性化轮廓数据驱动该模型变形,得到可以表征不同肝脏个体外表面特征的高精度个性化的肝脏外表面模型。论文主要工作和研究成果有以下几个方面：1、构建标准的、精度较高的肝脏外表面模型。考虑到可视化人体数据集在分辨率上的优越性,利用分割好的肝脏可视化人体数据集切片序列,通过现有的三维重建算法构建一个精度较高的三维肝脏外表面模型,这是本文课题研究的准备工作,获取的模型在后续处理中可以重复使用。2、肝脏个性化信息的获取。针对现有肝脏CT分割方法存在的问题,将区域填充算法与B-Snake模型算法相结合,用区域的灰度分布特性对B-Snake模型的控制点进行分类,并利用相邻切片的相关性实现了多区域肝脏的识别与分割。3、肝脏模型的个性化驱动。利用CT数据对肝脏模型进行驱动之前,要先建立CT轮廓点集与模型之间的稠密对应关系,为了克服传统ICP算法迭代效率低的问题,同时充分利用并保留模型原有的断层结构,提出一种基于最近轮廓线的ICP算法,用最近轮廓线的思想实现匹配点的查找并将迭代限定在水平方向上。模型的驱动是通过RBF变形算法来实现的,为了提高算法计算精度,首先对肝脏模型表面进行划分,在划分的每个区域内分别执行变形算法,并对相邻变形区域结合的部位进行相应的平滑处理。最后,设计并开发了一个肝脏个性化建模的实验系统,实现各个模块算法的集成,并验证了算法的可行性。实验结果表明,本文提出的模型驱动的个性化建模方法具有较高的效率,所构建的肝脏外表面模型,精度较高,表面光滑,带有不同个体的个性化信息,为后续肝脏内部体纹理的映射以及内部血管管道的构建等方面的研究提供了一个可靠的模型基础,具有一定的应用前景。