随着计算机影像技术日新月异的发展,医学中对于人体各个组织器官的三维重建、模拟仿真已经成为了一个重要的科研方向。人体大部分的组织如皮肤、肌肉、筋腱以及体内的各种内脏器官,都是软组织。所以,对于软组织的仿真模拟在人类对自身组织器官的研究上有着非常重要的意义。如果能将基于二维影像得到的软组织器官的真实情况通过计算机的演算以三维影像的方式呈现在人们眼前,并且对于其的各种变化再加以预测,那么,除了让研究者们能够更好地了解人体组织器官之外,对于临床医学中医生对病患病情的诊治也具有非常大的帮助。人们在数十年的研究中提出了质点-弹簧模型,有限元算法,中心线描述,锁甲形变模型等一系列的方式方法。这些方法中,有限元算法是计算最为精确的。然而,其却有着对硬件要求很高,运算量巨大,实时性不强等缺点。其他的几种方法,虽然在软硬件的要求上相对较低,但是这种需求降低的方法却是以牺牲掉计算精度为代价完成的。那么,如果有一种能同时满足软硬件低需求的条件,并且能最大的保证计算的精确性的方法,对于软组织建模仿真的意义就不言而喻了。通过对当前常用的各种可以进行三维重建及仿真的软件对比分析发现,3dsmax这款当前应用在教育技术领域的三维软件有着非常强大的三维建模及仿真模拟的功能。其对于硬件的要求并不高,普通的家用电脑就可以使用该软件进行动画制作工作。所以,对于软组织的建模仿真,3dsmax有着之前提到的几种方法所没有的独特优势,即,运算既精确又快速并且对硬件需求低。3dsmax软件有着自己独特的并且多种多样的建模方式,完全可以使用在基于影像的软组织三维重建工作中。其经过数十年、十几个版本优化成型的reactor动力学系统对于真实环境的物理力学模拟已经达到了能够真实模拟实际情况的程度。人体内的软组织器官结构极其复杂多样,对于软组织的形变仿真十分困难,选择之前提到的如有限元算法等常用方法,要么运算量过大,并且需要强大的硬件来支持该运算,要么精度达不到研究需求。由于这些都是在对软组织建模仿真中需要尽量避免的,所以本课题选择了通过3dsmax对基于影像的软组织器官的仿真模拟进行了研究。本课题包括三个部分:第一部分:对3dsmax中的功能进行分析,对如何基于影像在3dsmax中建立软组织模型,以及对模型进行仿真模拟的方法进行了分析研究,选择出多边形建模法及nurbs建模法对软组织基于影像的几何模型进行构建,对方法加以分析阐述。并分析了reactor动力学系统在基于影像的软组织仿真模拟中的作用。第二部分:对人体软组织器官的结构进行分类,将其归为中空结构、非中空结构以及复杂结构三种。对每种类型的软组织构建几何模型的方法分析阐述,建立了3dsmax中基于影像的人体软组织器官几何模型的构建方法流程。对下腹部的mri图像以及上腹部的ct(computedtomography)图像进行了实际采集,采用自动分割方法结合手动校正的方式提取感兴趣区域,建立了膀胱及肝脏的几何模型。第三部分:针对第二部分构建的几何模型,分析了3dsmax的动力学系统,并建立了物理模型的构建方法。对第二部分构建的几何模型进行了分析,对其物理模型进行了构建。通过3dsmax软件的reactor动力学系统对膀胱在不同充盈情况下的形变状态进行模拟,并与膀胱在不同充盈状态下基于影像的三维重建模型进行对比分析,得出其变化误差曲线,对使用3dsmax进行软组织模拟仿真的可行性进行了分析。综上所述,本课题通过使用3Ds Max对膀胱、肝脏等人体软组织器官进行进行建模与仿真,建立了基于3DsMax的软组织仿真模拟基本方法基础,并在此基础上进行了实验分析,这些结果,初步验证了使用3Ds Max对人体软组织进行仿真模拟的可行性,为人体软组织器官的建模仿真提供了更为简单有效的手段。